Для каждого процесса, входящего в состав цикла, найдем n, c, Du, Di, Ds, q, l

Порядок выполнения расчетов

Переведем единицы измерения в систему СИ:

1 атм » 98 кПа;

p1 = 3,92×105 Па;

p2 = 15,68×105 Па;

p3 = 5,88×105 Па;

Т1 = 373 К.

1.3 Определяем параметры состояния p, v, T, u, i для основных точек цикла:

Для точки 1дано .

Из уравнения Клапейрона следует, что

 

.

 

Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре :

 

Для точки 2 дано .

Для определения используем уравнение адиабаты рvk = const, откуда

 

.

 

Из соотношения найдем

.

 

Для определения температуры используем уравнение состояния в виде :

 

.

 

Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре

 

:

Для точки 3 дано p3 = 5,88×105 Па, Т3 = Т2 = 563 К.

Из уравнения Клапейрона следует, что

 

.

 

Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре :

Для точки 4 дано p1 = p4 = 3,92×105 Па.

Для определения используем уравнение адиабаты , откуда

 

,

 

где , откуда

Для определения используем уравнение состояния:

 

.

 

Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре :

 

 

1.4 Определение параметров p, v, T, u, i для дополнительных точек цикла:

Для точки 1' дано Определим .

Для определения используем уравнение pvk = const:

 

, где .

 

Откуда .

Для определения температуры используем уравнение состояния , откуда:

 

.

 

Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре :

 

Для точки 1'' дано

Для определения используем уравнение рvk = const, из которого:

 

,

 

где . Откуда

 

.

 

Для определения температуры используем уравнение состояния:

 

.


Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре :

 

Для точки 2' дано

Из уравнения Клапейрона следует, что

 

.

 

Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре :

 

Для точки 2'' дано .

Из уравнения Клапейрона следует, что

 

.

 

Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре

 

:

Для точки 3' дано .

Для определения используем уравнение рvk = const, согласно которому

 

, где

откуда .

 

Для определения температуры используем уравнение состояния, из которого

 

 

Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре :

 

Для точки 4' дано , при температуре

определим .

Для определения используем уравнение состояния:

 

.


Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре :

 

Для точки 4'' дано , при температуре определим Для определения используем уравнение состояния:

 

.

 

Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре :

 

Для каждого процесса, входящего в состав цикла, найдем n, c, Du, Di, Ds, q, l.

Определим перечисленные величины:

Для адиабатного процесса 1-2 при ;

 

 

,

так как для адиабаты

 

dq = 0, то c = 0;

 

Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой, поэтому q = 0.

Работу процесса определим из уравнения первого закона термодинамики: так как

 

то ;

Для изотермического процесса 2-3 при Т = const показатель политpопы .

Теплоемкость , так как для изотермы dТ = 0, то ;

 

 

Удельное количество теплоты, участвующее в изотермическом процессе, равно: при изотермическом процессе работа численно равна количеству теплоты:

Для адиабатного процесса 3-4 пpи ; , так как для адиабаты dq = 0, то c = 0;

 

Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой, поэтому q = 0.

Работу процесса определим из уравнения первого закона термодинамики:

 

так как то .

Для изобарического процесса 4-1 при n = 0 и теплоемкости

 

Для адиабатного процесса 1-1' при ;

 

 

, так как для адиабаты dq = 0, то c = 0;

Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой, поэтому q = 0.

Работу процесса определим из уравнения первого закона термодинамики: так как то .

Для адиабатного процесса 1'-1'' при ;

 

 

, так как для адиабаты dq = 0, то c = 0;

 

Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой, поэтому q = 0.

Работу процесса определим из уравнения первого закона термодинамики: так как то .

Для изотермического процесса 2-2' при Т = const показатель политропы .

Теплоемкость , так как для изотермы dТ = 0, то ;

 

 

Удельное количество теплоты, участвующее в изотермическом процессе, равно:

при изотермическом процессе работа численно равна количеству теплоты

 

Для изотермического процесса 2'-2'' при Т = const показатель политропы .

Теплоемкость , так как для изотермы dТ = 0, то ;

 

 

Удельное количество теплоты, участвующее в изотермическом процессе, равно:

при изотермическом процессе работа численно равна количеству теплоты

Для адиабатного процесса 3-3' при ;

 

 

, так как для адиабаты dq = 0, то c = 0;

 

Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой, поэтому q = 0.

Работу процесса определим из уравнения первого закона термодинамики:

 

так как то

Для изобарического процесса 4-4' при n = 0 и теплоемкости

 

Для изобарического процесса 4'-4'' при n = 0 и теплоемкости

 

1.6 Определяем работу цикла lц, qц, термический к.п.д. ht, а так же среднее индикаторное давление pi:

Таблица 1.1. Термодинамические параметры процесса в точках

  p, кПа v, м3/кг Т, К u, кДж/кг i, кДж/кг
0,273 246,83 374,86
0,103 399,73 565,82
0,275 399,73 565,82
0,365 354,29 501,5

Таблица 1.2. Термодинамические параметры процесса в дополнительных точках

  p, кПа v, м3/кг Т, К u, кДж/кг i, кДж/кг
1' 0,233 282,58 399,99
1'' 0,143 346,48 490,44
2' 0,188 399,73 565,82
2'' 702,5 0,230 399,73 565,82
3' 0,313 379,14 536,67
4' 0,329 319,5 452,25
4'' 0,293

Таблица 1.3. Изменение термодинамических параметров процесса в основных точках

Процессы n Du, кДж/кг Di, кДж/кг Ds, кДж/кг×К q, кДж/кг l, кДж/кг
1-2 1,42 152,90 190,96 0,00 0,00 -152,90
2-3 0,00 0,00 0,3 158,77 158,77
3-4 1,42 -45,44 -64,32 0,00 0,00 45,44
4-1 -107,46 -126,64 -0,3 -126,63 -19,17
  SDu=0 SDi=0 SDs=0 SDq=32,14 SDl=32,14

Таблица 1.4. Изменение термодинамических параметров процесса в дополнительных точках

Процессы n Du, кДж/кг Di, кДж/кг Ds, кДж/кг×К q, кДж/кг l, кДж/кг
1-1' 1,42 35,75 25,13 0,00 0,00 -35,75
1'-1'' 1,42 63,9 90,45 0,00 0,00 -63,9
2-2' 0,00 0,00 0,17 95,71 95,71
2'-2'' 0,00 0,00 0,057 32,091 32,091
3-3' 1,42 -20,59 -29,15 0,00 0,00 20,59
4-4' 0,00 -34,79 -49,25 -0,104 -49,24 -14,45
4'-4'' 0,00 -35,50 -50,25 -0,118 -50,25 -14,75

Рис. 1.2 Рабочая диаграмма процесса

 

Рис. 1.3 Тепловая диаграмма процесса

 

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Волгоградский государственный технический университет» (ВолгГТУ) Факультет подготовки и переподготовки инженерных кадров