Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчет цикла Карно применительно к тепловому двигателю.

Рабочее тело в цикле Карно – 1 кг сухого воздуха. Предельные температуры рабочего тела в цикле: наибольшая t₁, наименьшая t₃ (табл. 4). Предельные давления рабочего тела в цикле: наибольшее р₁, наименьшее р₃ (табл. 4).

Таблица 4.

Показатели	Предпоследняя цифра шифра

Температура Воздуха, ⁰С t₁ t₃
Давление, Мпа р₁ р₃	Последняя цифра шифра

0,16	2,8 0,1	0,15	2,5 0,12	0,125	4,2 0,1	3,5 0,11	2,5 0,13	4,8 0,14	0,17

Определить: 1) основные параметры рабочего тела в характерных точках цикла; 2) количество теплоты, подведенное в цикле; 3) количество теплоты, отведенное в цикле; 4) полезную работу, совершенную рабочим телом за цикл; 5) термический КПД цикла; 6) изменение энтропии в изотермических процессах цикла.

Построить цикл (в масштабе) в координатах p- v и T-s.

Ответить в письменном виде на следующие вопросы:

1. Из каких процессов состоит цикл Карно?

2. Что показывает термический КПД цикла теплового двигателя?

3. В какой диаграмме и какой площадью можно проиллюстрировать полезную работу, совершаемую рабочим телом в цикле?

4. В какой диаграмме и какой площадью можно проиллюстрировать количество теплоты, участвующее в процессе?

Литература: [2, C. 99-101, 88-94]; [4, C. 136, 149-152].

Задача №4.

Расчет процесса адиабатического расширения водяного пара.

Рабочее тело – водяной пар, имеющий в начальном состоянии давление р₁ и температуру t₁ (табл. 5). Масса рабочего тела – М (табл. 5). Пар расширяется до давления р₂ (табл. 5).

Схематически построить процесс адиабатического расширения водяного пара в диаграмме h-s.

Таблица 5.

Показатели	Предпоследняя цифра шифра

Температура t₁, ⁰С Давление (абс.) р₁, Мпа
Масса М, кг Давление (абс.) р₂, Мпа	Последняя цифра шифра

0,003	0,004	0,005	0,006	0,007	0,008	0,009	0,010	0,015	0,020

Определить: 1) уд. объем и энтальпию пара в начальном состоянии; 2) температуру, уд. объем, степень сухости и энтальпию пара в конечном состоянии; 3) значения внутренней энергии пара до и после расширения; 4) работу расширения пара в адиабатном процессе.

К решению задачи приложить схему построения процесса в координатах h-s.

Ответить в письменном виде на следующие вопросы:

1. Каковы особенности адиабатного процесса?

2. Какой пар называется сухим, влажным, перегретым?

3. В каком состоянии водяной пар находится в начале процесса?

4. В какое состояние пар перешел в конце процесса?

5. Каков физический смысл энтальпии водяного пара в данном, конкретном состоянии?

Литература: [2, C. 169-171, 173-179]; [4, C. 136, 179-217].

Задача №5.

Определение технико-экономических показателей теоретического цикла Ренкина.

Паротурбинная установка работает по теоретическому циклу Ренкина. Давление и температура водяного пара на выходе из парогенератора (перед турбиной): р₁ и t₁; давление пара после турбины (в конденсаторе) р₂.

Определить термический коэффициент полезного действия цикла η_t и теоретический удельный расход пара d, кг/(кВт·ч) при следующих условиях работы установки:

I - р₁, t₁ и р₂. (все параметры взять из табл. 6);

II - р₁, t₁ (табл. 6); р₂(табл. 7);

III - р₁, t₁ и р₂. (все параметры взять из табл. 7).

Сделать вывод о влиянии уровня начальных параметров состояния пара и давления пара после турбины на значения термического КПД цикла Ренкина и удельного расхода пара.

К решению задачи приложить принципиальную схему паротурбинной установки, изображение цикла Ренкина в координатах p- v и T-s, также изображение процесса расширения пара в турбине в диаграмме h -s.

Таблица 6.

Показатели	Последняя цифра шифра

Начальное давление P₁, Мпа Температура t₁,⁰С Конечное давление P₂, Мпа	0,5 0,1	0,8 0,1	1,2 0,1	1,6 0,1	2,5 0,1	0,1	0,1	2,9 0,1	3,5 0,1	0,1

Таблица 7.

Показатели	Предпоследняя цифра шифра

Начальное давление P₁, Мпа Температура t₁,⁰С Конечное давление P₂, Мпа	0,05	0,02	0,01	0,008	0,007	0,006	0,005	0,004	0,003	0,002

Литература: [2, C. 270-275]; [4, C. 239-245, 252-255].

Задача №6.

Определение скорости истечения водяного пара из сопловых устройств.

Определить теоретическую скорость истечения водяного пара из суживающегося сопла и из сопла Лаваля. Начальные давление и температура пара: р₁ и t₁ (табл. 8). Давление среды, в которую происходит истечение пара, р₂ (табл. 8).

Таблица 8.

Показатели	Последняя цифра шифра

Давление (абс.) р₁, Мпа Температура t₁, ⁰С	0,8	1,6		3,5
Давление р₂, Мпа	Предпоследняя цифра шифра

0,005	0,01	0,05	0,02	0,04	0,003	0,03	0,04	0,008	0,01

К решению задачи приложить изображения адиабатных процессов истечения пара из сопловых устройств в диаграмме h-s.

Дать эскизы профилей суживающегося сопла и сопла Лаваля.

Ответить в письменном виде на следующие вопросы:

1. При каких условиях возникает критическая скорость истечения газа (пара)?

2. Дать характеристику скорости истечения газа (пара) из суживающегося сопла при р₂ > р_2КР

3. Дать характеристику скорости истечения газа (пара) из суживающегося сопла при р₂ ≤ р_2КР

4. Дать характеристику скорости истечения газа (пара) из сопла Лаваля при р₂ < р_2КР

Литература: [2, C. 193-197]; [4, C. 218-222, 230-231].

Приложения

Средняя массовая теплоемкость газов при постоянном давлении

C_p, кДж/(кг·К)

t, ⁰С	O₂	N₂	СО	СО₂	H₂O	SO₂	Воздух (абсолютно сухой)
	0,9148	1,0304	1,0396	0,8148	1,8594	0,607	1,0036
	0,9232	1,0316	1,0417	0,8658	1,8728	0,636	1,0061
	0,9353	1,0346	1,0463	0,9102	1,8937	0,662	1,0115
	0,9500	1,0400	1,0538	0.9487	1,9192	0,687	1,0191
	0,9651	1,0475	1,0634	0,9826	1,9477	0,708	1,0283
	0,9793	1,0567	1,0748	1,0128	1,9778	0,724	1,0387
	0,9927	1,0668	1,0861	1,0396	2,0092	0,737	1,0496
	1,0048	1,0777	1,0978	1,0639	2,0419	0,754	1,0605
	1,0157	1,0881	1,1091	1,0852	2,0754	0,762	1,0710
	1,0258	1,0982	1,1200	1,1045	2,1097	0,775	1,0815
	1,0350	1,1078	1,1304	1,1225	2,1436	0,783	1,0907
	1,0434	1,1170	1,1401	1,1384	2,1771	0,791	1,0999
	1,0509	1,1258	1,4493	1,1530	2,2106	0,795	1,1082
	1,0580	1,1342	1,1577	1,1660	2,2429	-	1,1166
	1,0647	1,1422	1,1656	1,1782	2,2743	-	1,1242
	1,0714	1,1497	1,1731	1,1895	2,3048	-	1,1313
	1,0773	1,1564	1,1798	1,1995	2,3346	-	1,1380
	1,0831	1,1631	1,1865	1,2091	2,3630	-	1,1443
	1,0886	1,1690	1,1924	1,2179	2,3907	-	1,1501
	1,0940	1,1748	1,1983	1,2259	2,4166	-	1,1560
	1,0990	1,1803	1,2033	1,2334	2,4422	-	1,1610

Средняя массовая теплоемкость газов при постоянном объеме

C _V, кДж/(кг·К)

t, ⁰С	O₂	N₂	СО	СО₂	H₂O	SO₂	Воздух (абсолютно сухой)
	0,6548	0,7352	0,7427	0,6259	1,3980	0,477	0,7164
	0,6632	0,7365	0,7448	0,6770	1,4114	0,507	0,7193
	0,6753	0,7394	0,7494	0,7214	1,4323	0,532	0,7243
	0,6900	0,7448	0,7570	0,7599	1,4574	0,557	0,7319
	0,7015	0,7524	0,7666	0,7938	1,4863	0,578	0,7415
	0,7193	0,7616	0,7775	0,8240	1,5160	0,595	0,7519
	0,7827	0,7716	0,7892	0,8508	1,5474	0,607	0,7624
	0,7448	0,7821	0,8009	0,8746	1,5805	0,624	0,7733
	0,7557	0,7926	0,8122	0,8964	1,6140	0,632	0,7842
	0,7658	0,8030	0,8231	0,9157	1,6483	0,645	0,7942
	0,7750	0,8127	0,8336	0,9332	1,6823	0,653	0,8039
	0,7834	0,8219	0,8432	0,9496	1,7158	0,662	0,8127
	0,7913	0,8307	0,8566	0,9638	1,7488	0,666	0,8215
	0,7984	0,8390	0,8608	0,9772	1,7815	-	0,8294
	0,8051	0,8470	0,8688	0,9893	1,8129	-	0,8369
	0,8114	0,8541	0,8763	1,0006	1,8434	-	0,8441
	0,8173	0,8612	0,8830	1,0107	1,8728	-	0,8508
	0,8231	0,8675	0,8893	1,0203	1,9016	-	0,8570
	0,8286	0,8738	0,8956	1,0291	1,9293	-	0,8633
	0,8340	0,8792	0,9014	1,0371	1,9552	-	0,8688
	0,8390	0,8847	0,9064	1,0446	1,9804	-	0,8742

Средняя объемная теплоемкость газов при постоянном давлении

C^’_p, кДж/(м³·К)

t, ⁰С	O₂	N₂	СО	СО₂	H₂O	SO₂	Воздух (абсолютно сухой)
	1,3059	1,2946	1,2992	1,5998	1,493	1,733	1,2971
	1,3176	1,2958	1,3017	1,7003	1,502	1,813	1,3004
	1,3352	1,2996	1,3071	1,7873	1,5223	1,888	1,3071
	1,3561	1,3067	1,3167	1,8627	1,5424	1,955	1,3172
	1,3775	1,3163	1,3289	1,9297	1,5654	2,018	1,3289
	1,3980	1,3276	1,3427	1,9887	1,5897	2,068	1,3427
	1,4168	1,3402	1,3574	2,0411	1,6148	2,114	1,3565
	1,4344	1,3536	1,3720	2,0884	1,6412	2,152	1,3708
	1,4499	1,3670	1,3862	2,1311	1,6680	2,181	1,3842
	1,4645	1,3796	1,3396	2,1692	1,6957	2,215	1,3976
	1,4775	1,3917	1,4126	2,2035	1,7229	2,236	1,4097
	1,4892	1,4034	1,4248	2,2349	1,7501	2,261	1,4214
	1,5005	1,4143	1,4361	2,2638	1,7769	2,278	1,4327
	1,5106	1,4252	1,4465	2,2898	1,8028	-	1,4432
	1,5202	1,4348	1,4566	2,3136	1,8280	-	1,4528
	1,5294	1,4440	1,4658	2,3354	1,8527	-	1,4620
	1,5378	1,4528	1,4746	2,3555	1,8761	-	1,4708
	1,5462	1,4612	1,4825	2,3743	1,8996	-	1,4867
	1,5541	1,4687	1,4901	2,3915	1,9213	-	1,4867
	1,5617	1,4758	1,4972	2,4074	1,9423	-	1,4939
	1,5692	1,4825	1,5039	2,4221	1,9628	-	1,5010

Средняя объемная теплоемкость газов при постоянном объеме

C^’_v, кДж/(м³·К)

T, ⁰С	O₂	N₂	СО	СО₂	H₂O	SO₂	Воздух (абсолютно сухой)
	0,9349	0,9236	0,9282	1,2288	1,1237	1,361	0,9261
	0,9466	0,9249	0,9307	1,3293	1,1342	1,440	0,9295
	0,9642	0,9286	0,9362	1,4164	1,1514	1,516	0,9362
	0,9852	0,9357	0,9458	1,4918	1,1715	1,587	0,9462
	1,0065	0,9454	0,9579	1,5587	1,1945	1,645	0,9579
	1,0270	0,9567	0,9718	1,6178	1,2188	1,700	0,9718
	1,0459	0,9692	0,9864	1,6701	1,2439	1,742	0,9856
	1,0634	0,9826	1,0011	1,7174	1,2703	1,779	0,9998
	1,0789	0,9960	1,0153	1,7601	1,2971	1,813	1,0132
	1,0936	1,0086	1,0287	1,7982	1,3247	1,842	1,0262
	1,1066	1,0207	1,0417	1,8326	1,3519	1,867	1,0387
	1,1183	1,0325	1,0538	1,8640	1,3791	1,888	1,0505
	1,1296	1,0434	1,0651	1,8929	1,4059	1,905	1,0618
	1,1396	1,0542	1,0756	1,9188	1,4319	-	1,0722
	1,1493	1,0639	1,0856	1,9427	1,4570	-	1,0819
	1,1585	1,0731	1,0948	1,9644	1,4817	-	1,0911
	1,1669	1,0819	1,1036	1,9845	1,5052	-	1,0999
	1,1752	1,0902	1,1116	2,0034	1,5286	-	1,1078
	1,1832	1,0978	1,1191	2,0205	1,5504	-	1,1158
	1,1907	1,1049	1,1262	2,0365	1,5713	-	1,1229
	1,1978	1,1116	1,1329	2,0511	1,5918	-	1,1296

Средняя молярная теплоемкость газов при постоянном давлении

μC_p, кДж/(кмоль·К)

T, ⁰С	O₂	N₂	СО	СО₂	H₂O	SO₂	Воздух (абсолютно сухой)
	29,274	29,019	29,123	35,860	33,499	38,85	29,073
	29,538	29,048	29,178	38,112	33,741	40,65	29,152
	29,931	29,132	29,303	40,059	34,118	42,33	29,299
	30,400	29,287	29,517	41,755	34,575	43,88	29,521
	30,878	29,500	29,789	43,250	35,090	45,22	29,789
	31,334	29,764	30,099	44,573	35,630	46,39	30,095
	31,761	30,044	30,425	45,453	36,195	47,35	30,405
	32,150	30,341	30,752	46,813	36,789	48,23	30,723
	32,502	30,635	31,070	47,763	37,392	48,94	31,028
	32,825	30,924	31,376	48,617	38,008	49,61	31,321
	33,118	31,196	31,665	49,392	38,619	50,16	31,598
	33,386	31,455	31,937	50,099	39,226	50,66	31,862
	33,633	31,707	32,192	50,740	39,825	51,08	32,109
	33,863	31,941	32,427	51,322	40,407	-	32,343
	34,076	32,163	32,653	51,858	40,976	-	32,575
	34,282	32,372	32,858	52,348	41,525	-	32,774
	34,474	32,565	33,051	52,800	42,056	-	32,967
	34,658	32,749	33,231	63,218	42,576	-	33,151
	34,834	32,917	33,402	53,504	43,070	-	33,319
	35,006	33,080	33,561	53,959	43,539	-	33,482
	35,169	33,231	33,708	54,290	43,995	-	33,641

Средняя молярная теплоемкость газов при постоянном объеме

μC _v, кДж/(кмоль·К)

t, ⁰С	O₂	N₂	СО	СО₂	H₂O	SO₂	Воздух (абсолютно сухой)
	20,959	20,704	20,808	27,545	25,184	30,52	20,758
	21,223	20,733	20,863	29,797	25,426	32,52	20,838
	21,616	20,800	20,988	31,744	25,803	34,00	20,984
	22,085	20,972	21,202	33,440	26,260	35,55	21,206
	22,563	21,185	21,474	34,905	26,775	36,89	21,474
	21,019	21,449	21,784	36,258	27,315	38,06	21,780
	23,446	21,729	22,110	37,438	27,880	39,02	22,090
	23,835	22,027	22,437	38,498	28,474	39,90	22,408
	24,187	22,320	22,755	39,448	29,071	40,61	22,713
	24,510	22,609	23,061	40,302	29,693	42,28	23,006
	24,803	22,881	23,350	41,077	30,304	41,83	23,283
	25,071	23,140	23,622	41,784	30,911	42,33	23,547
	25,318	23,322	23,877	42,425	31,510	42,75	23,794
	25,548	23,626	24,112	43,007	32,092	-	24,028
	25,761	23,848	24,338	43,543	32,661	-	24,250
	25,967	24,057	24,543	44,033	33,210	-	24,459
	26,159	24,250	24,736	44,485	33,741	-	24,652
	26,343	24,434	24,916	44,903	34,261	-	24,836
	26,519	24,602	25,087	45,289	34,755	-	25,004
	26,691	24,765	25,246	45,644	35,224	-	25,167
	26,854	24,916	25,393	45,975	35,680	-	25,326

литература

1. Кушнырев В. И. и др. Техническая термодинамика и теплопередача.

2. Нащокин В. В. Техническая теплопередача и термодинамика. – М.: Высшая школа, 1978.

3. Арнольд Л.В., Михайловский Г. А., Селиверстов В. М. Иехническая термодинамика и теплопередача. – М.: Высшая школа, 1979..

4. Рабинович О. М. Сборник задач по технической термодинамике. – М.: Машиностроение, 1969.

5. Теплотехника под ред. В. Н. Луканина, 2000.

⇐ Предыдущая 12

Воспользуйтесь поиском по сайту: