 |
Основные понятия и расчетные соотношения
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
стр
введение ……………………………………………………………………... 4
ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕГО
ЗАДАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ
ЦИКЛОВ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ………………………………………. 5
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ……………… 5
Пример расчета термодинамического цикла
поршневого двигателя внутреннего сгоранИЯ …………….. 18
Пример расчета термодинамического цикла
ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ …………………………………………... 31
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ …………………………………………………. 43
приложение ……………………………………………………………...… 45
литература …………………………………………………………………. 46
Введение
В предлагаемом методическом указании приведены примеры расчета термодинамических циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и газотурбинных установок (ГТУ). Расчет термодинамических циклов тепловых двигателей рекомендуется в качестве домашнего задания для студентов ряда специальностей вузов нефтегазового профиля [3].
Домашнее задание по термодинамическим циклам тепловых двигателей достаточно полно отражает основные части курса технической термодинамики и для его выполнения студентам следует освоить следующие разделы:
- идеальный газ и смеси идеальных газов;
- теплоемкость;
- первое начало термодинамики;
- термодинамические процессы изменения состояния;
- круговые процессы;
- второе начало термодинамики;
- термодинамические циклы тепловых двигателей:
- поршневых двигателей внутреннего сгорания;
- газотурбинных установок.
Выполнение домашнего задания позволит закрепить теоретический материал, получаемый на лекциях и в результате самостоятельной проработки части курса, применить его к решению конкретной практической задачи – исследованию термодинамических циклов тепловых двигателей (ГТУ и ДВС).
|
|
|
ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
До начала выполнения расчетов по домашнему заданию студенту необходимо понять цель задания и усвоить материал, излагаемый на лекциях, методических пособиях и учебниках [1-3].
Все вычисления должны быть изложены подробно. Вначале записываются формулы в общем виде, затем подставляются числовые значения величин (в системе СИ) и только после этого приводится результат расчета. Необходимый графический материал – термодинамические циклы в различных координатах – следует изображать в масштабе на отдельном листе формата А4.
Домашнее задание оформляется на отдельных листах и сдается на проверку в виде сшитой тетради из листов стандартного размера.
Студенты, которые правильно сделали и оформили задание, допускаются к защите. При защите они должны отвечать на вопросы, связанные с теоретическими основами и методикой расчета задания.
Для подготовки к защите домашнего задания рекомендуется ответить на вопросы, прилагаемые в конце пособия.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ
При проведении расчетов термодинамических циклов тепловых двигателей принято считать, что рабочим телом в них является идеальный газ.
Уравнение состояния идеального газа имеет следующий вид:
, (1)
где 
– абсолютное давление, Па; 
– удельный объем, 
;
– абсолютная температура, К; 
– характеристическая газовая постоянная рабочего тела, 
,
; (2)
– универсальная газовая постоянная, 
,
– молярная масса газа, 
.
Средняя молярная масса смеси идеальных газов может быть определена из соотношения
, (3)
где 
– массовая концентрация i -го компонента смеси, 
;
– масса смеси, 
; 
, 
– масса 
и молярная масса 
i -го компонента.
|
|
|
Характеристическая газовая постоянная смеси газов находится по формуле
. (4)
Средняя массовая изобарная теплоемкость смеси газов, как аддитивная функция, рассчитывается по следующему соотношению:
, (5)
где 
– средняя изобарная удельная теплоемкость i -го компонента смеси, .
Для идеальных газов средняя изохорная теплоемкость смеси может быть определена из закона Майера
. (6)
Показатель адиабаты идеальных газов находится по формуле
. (7)
Значения молярной массы (), характеристической газовой постоянной (
) и изобарной теплоемкости () компонентов смеси газов выбираются из справочных таблиц (Приложение. Табл. 1, 2) [3].
|
|
|
