Расчет и анализ газового цикла
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Ульяновский
государственный технический университет
Кафедра
«Теплоэнергетика»
«
Расчёт и анализ газового цикла»
Выполнил студент группы Тэбд-11 Обабков А.
Проверил: Ртищева. А. С
Ульяновск
2011
Расчётно- графическая работа №1
«Расчёт и анализ газового цикла.»
Цель расчётно-графической работы - освоить
расчёт термодинамических процессов и цикла, когда в качестве рабочего тела
используется смесь идеальных газов. Каждый студент выполняет расчёт по
индивидуальному заданию, закрепляя теоретические знания, полученные на лекциях
и при самостоятельной работе со специальной литературой.
.1 Исходные данные для расчёта и задание
Каждый студент получает от преподавателя номер
варианта газовой смеси , для которой выполняется расчёт.
Составы газовых смесей (по объему или по массе)
для различных вариантов приведены в таблице 2 Приложения. Количество смеси
равно 1 кг.
В процессе работы теплового двигателя эта
газовая смесь совершает цикл, начинающаяся в точке ǁ
с параметрами 
и
состоящая из следующих пяти процессов:
. Адиабатный 1-2 (
. Изохорный 2-3 (
. Изотермический 3-4 (
. Политропный 4-5 (
. Политропный 5-1
При выполнении расчётно-графической работы
требуется:
. Определить значение параметров (
. Рассчитать характеристики процессов,
составляющих (
, а также
характеристики цикла и заполнить итоговую таблицу 1.3
. Построить цикл в координатах 
(
c соблюдением
масштабов), показать 
для процессов
. Определить термический К.П.Д (
цикла.
. Оформить отчёт и подготовиться к
защите.
При расчётах считать газовую смесь идеальным
газом все процессы- обратимыми, а теплоёмкость- постоянной величиной, не зависящей
от температуры. Все расчёты проводить для 1кг рабочего тела ( смеси).
.2 Методические указания
В начале работы надо определить для заданной
смеси 
Далее,
используя данные таблицы 1.1, определяют теплоёмкость 
,
а также показатель адиабаты K.
Значения проверяют
по уравнению Майера.
Таблица 1.1
Киломольные теплоёмкости газов (приближённые
значения)
|
Газы
|
 Ккал/(кмоль*K)
|
 Ккал/(кмоль*K)
|
 кДж/(кмоль*K)
|
 кДж/(кмоль*K)
|
|
Одноатомные
Двухатомные Трёх-и многоатомные
|
3 5 7
|
5 7 9
|
12.56 20.93 29.31
|
20.93 29.31 37.68
|
Затем, используя уравнение Kлайперона
и термодинамических процессов, надо определить в характерных точках цикла
1,2,3,4,5 основные параметры 
а также функции
состояния 
Результаты расчётов сводят в таблицу 1.2
Таблица 1.2 Параметры и функции состояния
рабочего тела в характерных точках цикла
|
№
точки
|
|
|
|
|
|
|
|
Па(кПА)
|
 /кг
|
К
|
кДЖ/кг
|
кДЖ/кг
|
кДЖ/кг*К
|
|
1
|
101308
|
1.47
|
293
|
25.6
|
35.8
|
0.111
|
|
2
|
|
0.29
|
569
|
378.8
|
529.8
|
0.1184
|
|
0.29
|
796
|
669.5
|
936.17
|
0.54
|
|
4
|
4.7*
|
1.17
|
796
|
669.5
|
936.17
|
1.27
|
|
5
|
101308
|
2.2
|
437
|
210
|
293.5
|
0.83
|
Следующим этапом работы является определение
основных характеристик процессов цикла: 
Результаты расчётов сводят в таблицу 1.3 .Далее
находят 
для
всего цикла, суммируя в таблице 1.3 значения по графам 2,3,4. Для проверки
нужно провести суммирование и в графах 5,6,7.
газовый смесь термодинамический цикл
Таблица 1.3
Основные характеристики процессов цикла
|
Процесс
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-
|
-
|
кДж/кг
|
кДж/кг
|
кДж/кг
|
кДж/кг
|
кДж/кг
|
кДж/кг*К
|
кДж/кг
|
кДж/кг
|
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
1-2
|
1.4
|
0
|
-351.9
|
492.6
|
353.2
|
424
|
0.007
|
1.3
|
68.6
|
|
2-3
|
|
290.7
|
0
|
0
|
406.3
|
0.42
|
0
|
-115.6
|
|
3-4
|
1
|
1434
|
1434
|
1434
|
0
|
0
|
0.73
|
0
|
0
|
|
4-5
|
2.6
|
-345.1
|
114.1
|
297.4
|
-459.5
|
-642.5
|
-0.44
|
0
|
-183
|
|
5-1
|
0
|
-491
|
140.7
|
0
|
-184.5
|
-257.7
|
0.719
|
-454.2
|
-240.3
|
|
|
|
888.6
|
1336.9
|
2224
|
|
|
|
|
|
Далее необходимо построить цикл в координатах 
c
соблюдением масштабов, изобразив 
для
её процессов, образующих цикл.
В заключении работы определяется термический К П
Д цикла
/
Где 
Для определения 
Вариант 13 По обьёму V=1кг
Дано:
=55%
=20
1. Адиабатный 1-2 (
)
Q=0
. Изохорный 2-3 (
V=const
=14*
. Изотермический 3-4 (
T=const
. Политропный 4-5 (
. Политропный 5-1
Найти: 
,
n-?
Построить график 
Расчёты:
1.1 
)=(2*0.45+28*0.55)=0.9+15.4=16.3
1.79=1.28+0.510=1.79
25.6 кДж/кг*К 
кДж/кг*К
/кг 
ДЖ/кг*К
=0.29
=
=569
k 
=0.1184
669.5 кДж/кг*К 
кДж/кг*К
ДЖ/кг*К
ДЖ/кг*К
5 
210 кДж/кг*К 
кДж/кг*
-3 
-4 
=510*669.5*4.2=1434.069
-5
-1
Вывод
В результате проведённой расчётно-графической
работы, я освоил расчёт термодинамических процессов и цикла закрепил
теоретические знания, полученные на лекциях и при самостоятельной работе со
специальной литературой.