 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Изменение энтропии
∆S= Спсм*ln(T2/T1)= 2,533 *ln(424,4/280) =1,05 кДж/(кг*K)
Теплота процесса
qп=Спсм *(T2-T1)= 2,533 *(424,4-280)= 365,7652 кДж/кг
1.4.14 Коэффициент распределения энергии (α)
α показывает долю внешней теплоты, затраченной на изменение внутренней энергии
α=∆U/ qп =260,28 /323,6 =0,8043
Проверка расчетов
qп’=∆U+ LT =260,28 +105,5 =365,78 кДж/кг
∆%= (qп’- qп)/ qп =((365,78 -365,7652)/ 365,7652)*100%=0,004 %
1.5 Политропный процесс с показателем политропы n3=1
T=const, т.к n3=1 – процесс изотермический. Уравнение изотермы следует из уравнения Клопейрона-Менделеева PV=RсмT; PV=const; P1V1=P2V2;
Давление в конечном состоянии
P2=P1*(1/E)= 25*105 *(1/2)= 12,25*105 Па;
Температура в конце процесса
T2=T1=(7+273)=280K
Средняя температура процесса
Tср=(T1+T2)/2=(280+280)/2 = 280К= 7 oС
Средняя изобарная теплоемкость в компонентах газовой смеси
CpCH4 =2,18 кДж/(кг*К)
CpC2H6=1,67 кДж/(кг*К)
CpCO2=(41,3597+0,0144985*12,000)/44,01= 0,9437 кДж/(кг*К)
CpH2O=(32,8367+0,0116611* 12,000)/18,02=1,8300 кДж/(кг*К)
CpN2 =(28,5372+0,0053905* 12,000)/ 28,03=1,02кДж/(кг*К)
Средняя массовая изобарная теплоемкость газовой смеси
Cpсм=∑ ri *Cp=0,8 *2,18 +0,15 *1,67 +
+0,02*0,9437 +0,01 *1,8300+0,02*1,02 = 2,05 кДж/(кг*К)
Средняя изохорная теплоемкость
Cvсм =Сpсм-Rсм=2,05-0,43842=1,61156 кДж/(кг*К)
Теплоемкость изотермического процесса
CT=q/∆T= ∞
Термодинамическая работа
LT=Rсм*Tср*ln(P1/P2)= Rсм*Tср*ln(E)= 0,43842*280*ln(2)=85,09 кДж/кг
Потенциальная работа
Lп=LT=85,09 кДж/кг
Изменение внутренней энергии
∆U=0 кДж/кг
Изменение энтальпии
∆h=0 кДж/кг
Изменение энтропии
∆S=Rсм*ln(E)= 0,43842*ln(2)=0,3039 кДж/кг
Теплота процесса
qT=Rсм*T*ln(E)= 0,43842*280*ln(2)= 85,09 кДж/кг
1.5.14 Коэффициент распределения энергии (α)
α=∆U/q=0
Проверка
q'=∆U+LT=0+85,09 =85,09 кДж/кг
∆%=(q’- qT)/ qT=((85,09 -85,09)/ 85,09) *100%=0,0000%
1.6 Политропный процесс с показателем политропы n4= 1,2
Всякий процесс идеального газа, в котором теплоемкость является постоянной величиной (Cn) называется политропным. Уравнение политропы имеет вид PVn=const
Давление в конечном состоянии
P1V1n = P2V2n
P2=(V1/V2)n =(1/E)n *P1= (1/2)1,2*25*105= 10,88*105 Па
Температура в конце процесса
(PV)*Vn-1 =const
T*V n-1=const
T1*V1n-1=T2*V2 n-1
T2=T1*(V1/V2)n-1 =T1*(1/E)n-1=(280)*(0,5)1,2-1=244К
Средняя температура прцесса
Tср=(T1+T2)/2=(280+244)/2 = 262К= -11 oС
Средняя изобарная теплоемкость в компонентах газовой смеси
CpCH4 =2,16 кДж/(кг*К)
CpC2H6=1,61 кДж/(кг*К)
CpCO2=(41,3597+0,0144985*(-11))/44,01= 0,9361 кДж/(кг*К)
CpH2O=(32,8367+0,0116611*(-11))/18,02=1,815 кДж/(кг*К)
CpN2 =(28,5372+0,0053905*(-11))/28,03=1,06 кДж/(кг*К)
Средняя массовая изобарная теплоемкость газовой смеси
Cpсм=∑ ri *Cp=0,8 *2,16 +0,15 *1,61 +
+0,02*0,9361 +0,01 *1,815 +0,02*1,06 = 2,03 кДж/кг
Средняя изохорная теплоемкость
Cvсм =Сpсм-Rсм=2,03-0,43842=1,59 кДж/кг
Политропная теплоемкость газовой смеси
k-показатель адиабаты
k= Cpсм/ Cvсм=2,03 /1,59 =1,2767
Спсм= Cvсм(n-k)/(n-1)= 1,59 *(1,2-1,2767)/(1,2-1)= -0,62 кДж/(кг*К)
Термодинамическая работа
LT=Rсм*(T2-T1) /(1-n)= 0,43842*(244-280)/(1-1,2)=
=79 кДж
Потенциальная работа
Показатель политропы равен отношению потенциальной работы к термодинамической работе(n= LП /LT)
LП =n* LT =1,2*79=94,8кДж
Изменение внутренней энергии процесса
∆U=U2-U1=Cv*(T2-T1)= 1,59 *(244-280)= -57 кДж/кг
Изменение энтальпии
∆h=h2-h1=Cpсм*(T2-T1)= 2,03 *(244-280)=-73,08 кДж/кг
Изменение энтропии
∆S= Спсм*ln(T2/T1)= -0,62 *ln(244/280) =0,0853 кДж/(кг*K)
Теплота процесса
qп= Спсм *(T2-T1)= -0,62 *(244-280)= 22,32 кДж/кг
1.6.14 Коэффициент распределения энергии (α)
α показывает долю внешней теплоты, затраченной на изменение внутренней энергии
α=∆U/ qп = -57 /22,32 =-2,55
Проверка расчетов
qп’=∆U+ LT = -57 +79=22 кДж/кг
∆%= (qп’- qп)/ qп =((22 -22,32)/ 22)*100% =1 %
1.7 Политропный процесс с показателем политропы n5=k
Пусть k=1,28
Давление в конечном состоянии
P1V1k = P2V2k
P2=(V1/V2)k =(1/E)k *P1= (1/0,5)1,28*25*105= 10,295*105 Па
Температура в конце процесса
(PV)*V k-1 =const; T*V k-1=const; T1*V1k-1=T2*V2 k-1
T2=T1*(V1/V2)k-1 =T1*(1/E)k-1=(280)*(1/2)1,28-1=230,6 К
Средняя температура процесса
Tср=(T1+T2)/2=(280+230,6)/2 = 255,3К= -17,7 oС
Средняя изобарная теплоемкость в компонентах газовой смеси
CpCH4 =2,13 кДж/(кг*К)
CpC2H6=1,57 кДж/(кг*К)
CpCO2=(41,3597+0,0144985*(-17,7))/44,01= 0,934 кДж/(кг*К)
CpH2O=(32,8367+0,0116611* (-17,7))/18,02=1,811 кДж/(кг*К)
CpN2 =(28,5372+0,0053905* (-17,7))/ 28,03=1,0147 кДж/(кг*К)
Средняя массовая изобарная теплоемкость газовой смеси
Cpсм=∑ ri *Cp=0,8*2,13 +0,15*1,57 +
+0,02*0,934 +0,01 *1,811 +0,02*1,0147 = 1,9966 кДж/(кг*К)
Средняя изохорная теплоемкость
Cvсм =Сpсм-Rсм=1,9966 -0,43842=1,5582 кДж/(кг*К)
Поиск по сайту: