Рабочее тело - идеальный газ
Предварительные вычисления
Удельная газовая постоянна

Удельная изобарная теплоемкость газа при к = 1,33

Удельная изохорная теплоемкость
 
Масса идеального газа

Определение характеристик термодинамического состояния идеального газа в переходных точках
На рис. 1 и 2 показан тепломеханический цикл в диаграммах Pv и Ts.
Расчет характеристик термодинамического состояния выполняется в соответствии с исходными данными табл.1 по следующему плану:
Состояние (точка) 1.
Известны: V1; P1; T1.
Определяется удельный объем

Удельные калорические характеристики для каждого из состояний вычисляются по расчетным соотношениям при Тб = 273,15 К и Рб = 100 кПа.
Удельная энтальпия
 
Удельная внутренняя энергия

Удельная энтропия

Состояние (точка) 2.
Известны: T2;
V2 = V1 (процесс 1-2 изохорный);
v2 = v1
Определяются:
Давление

Удельная энтропия

Удельная внутренняя энергия

Удельная энтропия

Состояние (точка) 3.
Известны: Р3;
Т3 = Т2 (процесс 2-3 изотермический).
Определяются:
Удельный объем

Объем

Удельная энтальпия

Удельная внутренняя энергия

Удельная энтропия

Состояние (точка) 4.
Известны: Р4 =Р3 (процесс 3-4 изобарный);
s4 = s1 (процесс 4-1 изоэнтропный).
Определяются:
Термодинамическая температура

Удельный объем

Объем
 
Удельная энтальпия

Удельная внутренняя энергия

Результаты расчета сведены в табл.2
Таблица 2
| Номер точки | Р, кПа | Т, К | t°, °С | V, м3 |  v,
  
  |   h,
  
  |   u,
  
  |   s,
  
  |  
| 1 | 4000 | 573 | 300 | 2,6 | 0,066 | 560 | 295 | -0,325 | 
| 2 | 5061 | 723 | 450 | 2,6 | 0,066 | 837 | 502 | -0,0002 | 
| 3 | 100 | 723 | 450 | 131,2 | 3,34 | 837 | 502 | 1,812 | 
| 4 | 100 | 230 | -43 | 41,73 | 1,062 | -80 | -186 | -0,325 | 
Характеристики термодинамического состояния идеального газа в переходных точках цикла
Вычисление изменения калорических характеристик в процессах с идеальным газом
Изменение калорических характеристик при переходе рабочего тела из начального состояния Н в конечное К определяется на основе следующих соотношений:
Изменение энтальпии
 
Изменение внутренней энергии

Изменение энтропии

По данным табл.2 получаем
Процесс 1-2 (V = const)
 


Процесс 2-3 (Т = const)
 


Процесс 3-4 (Р = const)
 


Процесс 4-1 (S = const)
 


Определение количества теплоты, деформационной работы и работы перемещения в процессах с идеальным газом
Характеристики термодинамических процессов (Q; L; Lп) определяются на основании Первого и Второго законов термодинамики. Деформационную работу и работу перемещения при равновесном изменении состояния от начального (Н) до конечного (К) можно вычислить также путем интегрирования выражений.
По данным 1.3 получим
Процесс 1-2 (V = const)
 
 
Процесс 2-3 (Т = const)
 ;
 
Процесс 3-4 (Р = const)
 ; 

Процесс 4-1 (S = const)
 ; 

Результаты расчетов, выполненных в 1.3 и 1.4, сведены в табл.3
Таблица 3
| Некруговые процессы | ΔН, кДж | ΔU, кДж | ΔS, кДж | Q, кДж | L, кДж | Lп, кДж | 
| 1-2 | 10960 | 8238 | 12,77 | 8238 | 0 | -2722 | 
| 2-3 | 0 | 0 | 71,17 | 51458 | 51458 | 51458 | 
| 3-4 | -36066 | -27108 | -83,94 | -36066 | -8958 | 0 | 
| 4-1 | 25105 | 18869 | 0 | 0 | -18869 | -25105 | 
| цикл | 0 | 0 | 0 | 23630 | 23630 | 23630 | 
Характеристики термодинамических процессов и изменения калорических свойств идеального газа
Рис.1 Тепломеханический цикл с идеальным газом в диаграмме P – V
 
 
Рис. 2 Тепломеханический цикл с идеальным газом в диаграмме Т – s
Рис. 3 Тепломеханический цикл с водяным паром в диаграмме Т – s
Список литературы
1. Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров С.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. – М.: Изд-во стандартов,1969. – 408 с.
2. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. – М.: Энергия, 1974. – 496 с.
Рабочее тело - идеальный газ
Предварительные вычисления
Удельная газовая постоянна

Удельная изобарная теплоемкость газа при к = 1,33

Удельная изохорная теплоемкость
 
Масса идеального газа

Дата: 2019-05-29, просмотров: 254.