T-S.диаграмма цикла идеального компрессора

Зависимости между начальными и конечными параметрами адиабатного процесса:

между T и V

между Р и Т

Зависимости между начальными и конечными параметрами политропного процесса:

между T и V

между P и Т

Вид рассмотренных ранее процессов в T-S - координатах приведен на рис. 15. Изотермический процесс сжатия будет изображаться на этой диаграмме горизонтальным отрезком 1-2, адиабатный процесс - вертикальным отрезком 1-2^", а политропный – отрезком 1-2^', заключенными между двумя изобарами Р₁ и Р₂ соответствующими начальному и конечному давлениям газа в компрессоре.

Другими словами, уравнение изотермы:

Т = const. (2.7)

При этом изменения энтропии в изотермическом процессе равно:

(2.8.)

При вычислениях натуральный логарифм может быть заменен десятичным

Т.к. рабочим телом является атмосферный воздух то значение газовой постоянной воздуха можно принять R=287 .

Уравнение адиабаты:

S = const. (2.9)

Уравнение политропы:

(2.10)

где:

Для справки, уравнение изохоры в T-S – координатах

изохоры и изобары идеального газа в этих координатах изображаются логарифмическими кривыми).

Поскольку в технической термодинамике приходится иметь дело не с абсолютными значениями энтропии, а с ее изменением, отсчет значений энтропии можно вести от любого состояния, т.е. оперировать ее приращением s.

Для изображения рассчитываемого процесса в Т-S- координатах следует воспользоваться рис.17. На нем дана часть диаграммы Т-S для воздуха (участок необходимый для расчета одноступенчатых компрессоров), на которой нанесены изотермы, адиабаты и изобары (отсутствуют изохоры).

Следует помнить, что 1 бар = 0,1МПа. Изобары соответствующие расчетным данным переносятся на собственный график и на них откладывается начальная и конечная температуры воздуха. Необходимо также найти точки на нескольких промежуточных изобарах.

Изменение энтропии:

(2.11)

Количество тепла, которое должно быть отнятого от газа в изотермическом процессе, эквивалентное полной работе сжатия, выражается площадью a-l-2-в (рис. 15).

(2.12)

При политропном сжатии теплообмен xapaктеризуется площадью а-1-2-е. При адиабатном сжатии площадь превращается линию А2", (теплообмен с внешней средой отсутствует dq = 0).

Графическим интегрированием определяется площадь а- 1 - - е. Для этого она разбивается вертикалями, проходящими через точки f,g,h на ряд фигур, которые приближенно можно считать трапециями. По методике аналогичной описанной в 1.6. определяется искомая площадь и соответствующее ей тепло, отводимое в процессе политропного сжатия.

Диаграмма Т-S весьма широко применяется в термодинамике, с её использованием значительно упрощается решение различных задач, особенно в тех случаях, когда расчеты не требуют большой точности.

Поиск по сайту: