Расчет режимов термодинамичсекого цикла

 

 

Министерство образование  и науки 

Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Уфимский государственный  авиационный технический университет

 

 

кафедра АТ и Т

 

 

Расчетно-графическая работа

на тему:

«Расчет параметров термодинамического цикла».

 

 

 

 

Выполнил:

ст гр.  СП-408У

Чесноков С.А.

 

Проверил:

доцент каф. АТиТ

к.т.н. Сенюшкин Н.С.

 

 

 

 

 

                                                  УФА-2013

 

Цикл образован 4-мя политропными процессами. (Вариант 32)

Таблица 1 – Исходные данные

Процесс 1-2

Процесс 2-3

Процесс 3-4

Процесс 4-1

Рабо-чее Тело   аргон

Тип цикла   v-p-s- n

Параметры начальной точки

Свойства процесса

Параметры начальной точки

Свойства процесса

Параметры начальной точки

Свойства процесса

Параметры начальной точки

Свойства процесса

p1, Па

v1, м3/кг

T1, К

n

c

p2, Па

v2, м3/кг

T2, К

n

c

p3, Па

v3, м3/кг

T3, К

n

c

p4, Па

v4, м3/кг

T4, К

n

c

2,5· 105

–

650

∞

cv

8,5· 105

–

–

0

cp

8,5· 105

–

2850

k

0

1,2· 105

–

–

–

–

v-p-s-n

 

Выполнить:

Расчёт параметров в характерных  точках цикла.

Расчёт показателя политропы  и теплоёмкости процесса 4-1.

Расчёт подведенной (или  отведённой) теплоты, изменения внутренней энергии и энтальпии, механической и располагаемой работы, изменения  энтропии для процессов цикла.

Расчёт подведенной и  отведенной теплоты в цикле, полезной работы и КПД термодинамического цикла.

Изобразить цикл в p-v-координатах с соблюдением масштаба на формате А4.

 

 

Свойства аргона :

   

   

     k = 1,67     (показатель адиабаты аргона)

1. Рассчитывая параметры в характерных точках цикла будем использовать основное уравнение термодинамики:

Точка 1

Точка 2

V₂=V₃=0,69м³/кг

 Точка 3

Точка 4

V₃=V₄=0,69м³/кг

 

 

2. Рассчитаем показатель политропы n и теплоемкости C, используя уравнение Майера:

             

Показатель политропы  так же рассчитывается по формуле:

3.  Произведем расчет теплоты q, изменения внутренней энергии ΔU и энтальпии Δi, механической работы l и располагаемой работы l₀, изменения энтропии ΔS в зависимости от свойств протекающего процесса

Цикл 1-2- адиабатный процесс

 

Поскольку процесс изотермически:  

Условие выполняется.

Проверка I-го начала термодинамики:

 

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

Цикл 2-3- изотермический процесс

Проверка I-го начала термодинамики:

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

 

 

Цикл 3-4- изобарный процесс

 

Проверка I-го начала термодинамики:

 

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

Цикл 4-1- политропный процесс

 

Проверка I-го начала термодинамики:

 

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

Произведем проверку полученных величин. Поскольку процесс замкнутый  то суммы изменении внутренней энергии  ΔU, суммы изменении энтальпии Δi и суммы изменении энтропии ΔS должны быть равны нулю.

4) Подведенная теплота процесса вычисляется по формуле:

Отведенная теплота процесса составит:

 Полезную работу цикла рассчитаем по формуле:

 

Произведем проверку полученного  значения полезной работы цикла, рассчитав l₀ по формуле:

Погрешность составляет менее 0,5% , следовательно, расчеты верны.

КПД термодинамического цикла  найдем по формуле:

На основе полученных данных о процессе построим цикл в p-v-координатах:

                       Рис.1 – Цикл процесса в координатах р=f(V)

Вывод

 В ходе выполнения  расчетно-графической работы были  рассчитаны параметры циклов  термодинамического процесса и  проверены условие I-го начала термодинамики, которые выполняются для каждого цикла. КПД термодинамического цикла равен 70%. По полученным данным был построен график цикла в p-v-координатах.