Контрольная по дисциплине «Расчет газового цикла» Вариант 9. Определить параметры № 217428

1 ЗвездаПлохоСреднеХорошоОтлично (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Дисциплина: «Теплотехника»
Контрольная по дисциплине «Расчет газового цикла» Вариант 9. Определить параметры № 217428
Цена 450 руб.
Контрольная по дисциплине «Расчет газового цикла» Вариант 9. Определить параметры
Тема: Расчет газового цикла.
Исходные данные.
№ вариант Состав смеси, % по объему Начальные параметры Показатель
процесса
р1•10–5
Па t1,
°C
О2 N2 СО2 Н2О 1-2 2-3 3-4 4-1
9 10 60 20 10 1,0 15 1,45  1,4  5,5 1,7 1,0

Требуется:
1. Определить параметры p, v, T, u, i, s для основных точек цикла.
2. Определить для каждого процесса u, i, s, q, l, l’, φ=u/q, ψ=l/q.
3. Определить работу за цикл lц, термический КПД и среднецикловое давление pi.
4. Построить в масштабе цикл в координатах p-v и T-s согласно проведенным расчетам.
5. Расчет произвести при постоянной теплоемкости .

Расчет.
1. Параметры рабочей смеси.
Молярные массы компонентов смеси.
Объемные доли компонентов смеси.
Молярная масса смеси.
Удельная газовая постоянная смеси:
Массовая изобарная теплоемкость при постоянном давлении для газовой смеси:
Значения молярных теплоемкостей выбираем из таблицы 1,
Массовая изохорная теплоемкость при постоянном объеме для газовой смеси
2. Параметры рабочего тела в характерных точках.
Согласно заданным показателям политропы в процессах, выделим
3. Энергетические параметры процессов.
3.1. Процесс 1-2
4. Сводные параметры цикла.
4.1. Подведенная теплота.
4.2. Отведенная теплота
5. Расчет промежуточных точек для построения цикла.
6. Графики цикла в координатах

    Форма заказа готовой работы

    --------------------------------------

    Укажите Ваш e-mail (обязательно)! ПРОВЕРЯЙТЕ пожалуйста правильность написания своего адреса!

    Укажите № работы и вариант


    Соглашение * (обязательно) Федеральный закон ФЗ-152 от 07.02.2017 N 13-ФЗ
    Я ознакомился с Пользовательским соглашением и даю согласие на обработку своих персональных данных.


    Методические указания для выполнения контрольной работы РАСЧЕТ ГАЗОВОГО ЦИКЛА

    Загрузчик Загрузка...
    Логотип EAD Слишком долго?

    Перезагрузка Перезагрузить документ
    | Открыть Открыть в новой вкладке

    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
    федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
    «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»
    Высшая инженерная школа Кафедра теплоэнергетики и теплотехники

    15.03.02 Технологические машины и оборудование
    Методические указания для выполнения контрольной работы РАСЧЕТ ГАЗОВОГО ЦИКЛА
    Исходные данные:
    1. Рабочее тело — смесь газов, масса равна 1 кг.

    2. Газовый цикл состоит из четыр?х процессов, определяемых по показателю политропы. Известны начальные параметры в точке 1 (давление и температура), а также безразмерные отношения параметров в некоторых процессах. Данные для расч?тов приведены в табл.1.

    Требуется:
    1. Определить параметры P, v, t, U, i, S для основных точек цикла.
    2. Определить для каждого процесса
    ?U ,
    ?i,
    ?S,
    q, l,
    l I ,
    ?U ???,
    q
    l ????.
    q
    3. Определить работу за цикл lц, термический к.п.д. и среднецикловое давление рi.
    4. Построить в масштабе цикл в координатах p-v и T-S согласно произведенным расчетам.
    5. Расчет произвести при постоянной теплоемкости с ??f(t).
    Таблица 1
    № вар- та
    Состав смеси, % по объему
    PI .10-5
    Па
    t1,
    0C
    Показатель процесса
    V1 V2
    p3
    p2
    V3 V2
    О2
    N2
    СО2
    Н2О
    1-2
    2-3
    3-4
    4-1
    1
    20
    10
    10
    60
    0,8
    5
    K
    0
    1
    ?
    14
    1,0
    1,9
    2
    Газ — воздух
    0,9
    10
    1,4
    0
    1,2
    ?
    15
    1,0
    2,0
    3
    30
    0
    10
    60
    1,0
    15
    1,5
    0
    1,3
    ?
    16
    1,0
    2,1
    4
    40
    0
    20
    40
    1,0
    20
    1,4
    0
    1,2
    ?
    17
    1,0
    2,2
    5
    50
    20
    20
    10
    1,2
    25
    1,3
    0
    1,1
    ?
    18
    1,0
    2,3
    6
    Газ — воздух
    1,1
    5
    1,1
    0
    1,1
    ?
    13
    1,0
    2,4
    7
    60
    20
    10
    10
    0,8
    5
    1,1
    ?
    1,0
    ?
    4,5
    1,5
    1,0
    8
    70
    10
    10
    10
    0,9
    10
    1,2
    ?
    1,1
    ?
    5,0
    1,6
    1,0
    9
    10
    60
    20
    10
    1,0
    15
    1,45
    ?
    1,4
    ?
    5,5
    1,7
    1,0
    10
    Газ — воздух
    1,3
    25
    1,5
    ?
    1,45
    ?
    6,0
    1,8
    1,0
    11
    20
    50
    20
    10
    1,2
    5
    1,6
    ?
    1,5
    ?
    6,5
    1,7
    1,0
    12
    30
    40
    10
    20
    1,1
    10
    1,7
    ?
    1,6
    ?
    7,0
    1,6
    1,0
    13
    Газ — воздух
    0,8
    15
    1,4
    ?
    1,2
    0
    3,5
    1,3
    1,0
    14
    40
    30
    10
    20
    0,8
    20
    1,1
    ?
    1,1
    0
    4,0
    1,4
    1,0
    15
    30
    40
    20
    10
    0,9
    25
    1,2
    ?
    1,0
    0
    4,5
    1,5
    1,0
    16
    60
    10
    20
    10
    1,0
    0
    1,6
    ?
    1,45
    0
    5,0
    1,6
    1,0
    17
    10
    60
    10
    20
    1,3
    10
    1,6
    0
    1,5
    0
    5,5
    1,0
    2,3
    18
    10
    50
    20
    20
    1,2
    15
    1,6
    0
    1,45
    0
    6,0
    1,0
    2,4
    19
    Газ — воздух
    0,7
    20
    1,1
    0
    1,1
    ?
    13
    1,0
    1,9
    20
    20
    40
    30
    10
    0,8
    25
    1,2
    0
    1,1
    ?
    14
    1,0
    2,0
    21
    20
    30
    40
    10
    0,9
    30
    1,2
    0
    1,1
    ?
    15
    1,0
    2,3
    22
    10
    20
    50
    20
    1,0
    20
    1,3
    0
    1,2
    ?
    16
    1,0
    2,2
    23
    10
    10
    60
    20
    1,3
    10
    K
    0
    1,1
    ?
    17
    1,0
    2,1
    24
    40
    30
    20
    10
    1,2
    5
    K
    ?
    1,2
    ?
    5,0
    1,6
    1,0
    25
    30
    20
    10
    40
    0,8
    10
    1,2
    ?
    1,1
    ?
    5,2
    1,8
    1,0
    26
    Газ — воздух
    0,9
    0
    1,1
    ?
    1,1
    ?
    5,3
    1,9
    1,0
    27
    20
    10
    40
    30
    1,0
    5
    1,2
    ?
    1,1
    ?
    5,4
    2,0
    1,0
    28
    10
    0
    50
    40
    1,3
    15
    1,2
    ?
    1,2
    ?
    5,6
    2,2
    1,0
    29
    0
    10
    40
    50
    1,2
    10
    1,2
    ?
    1,1
    ?
    5,7
    2,1
    1,0
    30
    0
    20
    10
    70
    0,8
    20
    1,2
    ?
    1,2
    ?
    5,8
    2,0
    1,0
    31
    0
    30
    30
    40
    0,9
    20
    1,4
    ?
    1,3
    ?
    5,9
    2,0
    1,0
    32
    0
    40
    40
    20
    1.0
    25
    1,4
    ?
    1,3
    ?
    6,0
    1,9
    1,0
    33
    Газ — воздух
    0,7
    30
    1,1
    0
    1,1
    0
    3,4
    1,0
    2,2
    34
    0
    20
    30
    50
    1,2
    20
    1,1
    0
    1,1
    0
    3,6
    1,0
    2,4
    35
    0
    10
    30
    60
    0,8
    15
    1,1
    0
    1,0
    0
    3,8
    1,0
    2,6
    36
    0
    20
    30
    50
    0,9
    10
    1,2
    0
    1,1
    0
    4,0
    1,0
    2,8
    37
    0
    30
    30
    40
    1,0
    5
    1,2
    0
    1,1
    0
    3,8
    1,0
    2,6
    38
    0
    10
    70
    20
    1,3
    0
    K
    0
    1,2
    0
    3,6
    1,0
    2,4
    39
    10
    0
    20
    70
    1,2
    20
    K
    0
    1,3
    ?
    12
    1,0
    1,6
    40
    10
    40
    0
    50
    0,8
    10
    1,3
    0
    1,2
    ?
    14
    1,0
    1,8
    41
    Газ — воздух
    1,4
    25
    1,3
    0
    1,2
    ?
    15
    1,0
    1,9
    42
    30
    0
    60
    10
    0,8
    30
    1,1
    0
    1,1
    ?
    16
    1,0
    2,0
    43
    40
    0
    10
    50
    0,9
    0
    1,1
    0
    1,1
    ?
    15
    1,0
    2,1
    44
    50
    0
    40
    10
    1,0
    5
    1,2
    0
    1,1
    ?
    14
    1,0
    2,1
    45
    40
    40
    5
    15
    1,3
    10
    1,2
    0
    1,2
    ?
    13
    1,0
    2,0
    46
    40
    35
    10
    15
    1,2
    15
    1,3
    0
    1,2
    ?
    12
    1,0
    1,9
    47
    Газ — воздух
    0,8
    20
    1,3
    0
    1,2
    ?
    13
    1,0
    1,8
    48
    40
    30
    15
    15
    0,7
    5
    1,4
    0
    1,3
    ?
    14
    1,0
    1,6
    49
    40
    25
    15
    20
    0,9
    25
    1,4
    0
    K
    ?
    15
    1,0
    1,4
    50
    40
    20
    25
    15
    1,0
    10
    1,2
    0
    1.0
    ?
    13
    1,0
    1,3
    Теплоемкость не зависит от температуры, с ??f(t), и определяется по
    молекулярно-кинетической теории. Если рабочим телом согласно заданию является воздух, то теплоемкости определяются для двухатомного газа.
    Изохорная теплоемкость:
    C 3 ????ВР R
    ???V ? ???,
    2
    C ??3 ????ВР
    R ??5 * 8,314
    кДж/(кг*К),
    V 2? ?
    28,97 * 2
    Изобарная теплоемкость:
    ?CP ?
    5 ????ВР
    2
    ?R ,
    ?C ??5 ????ВР
    R ??7 * 8,314
    кДж/(кг*К).
    P 2? ?
    28,97 * 2
    Если рабочее тело – газовая смесь, то теплоемкости определить по формулам для смеси идеальных газов (см. пример).
    1. Определение параметров для основных точек цикла Параметры p, V, T определяются c использованием уравнения состояния
    pV = RT (по двум известным параметрам определяется третий, например, по
    RT
    рI, tI определяется V1 ?
    P1
    1 ) и соотношений параметров в процессах:
    изохорном
    PКОН PНАЧ
    ??ТКОН ,
    ТНАЧ
    изобарном
    изотермическом
    VКОН VНАЧ
    PКОН PНАЧ
    ??ТКОН ,
    ТАЧ
    ??VНАЧ ,
    VКОН
    адиабатном
    PКОН
    ??(VНАЧ )k ;
    TКОН
    V P к?1
    ??( НАЧ )k ?1 ??( КОН ) к ;
    PНАЧ
    VКОН
    TНАЧ
    VКОН
    PНАЧ
    политропном
    PКОН
    ??(VНАЧ )n ;
    TКОН
    V P n?1
    ??( НАЧ )n?1 ??( КОН ) n ;
    PНАЧ
    VКОН
    TНАЧ
    VКОН
    PНАЧ
    Параметры U, i, S определяют, выбрав начало отсчета. Условно считая при t0 = 0 0C, Р0 = 760 мм рт. ст. удельную внутреннюю энергию, удельную энтальпию и удельную энтропию идеального газа равными нулю, получаем:
    U ??CV t,
    i = CP t,
    S = CP ln
    T ??R ln 273
    P ,
    1,013
    (Рн.у. = 1,013 бар)
    Удельная газовая постоянная определяется из соотношения
    R ??8,314 ,
    ?
    Результаты определения параметров в точках сводятся в таблицу 2.
    Таблица 2
    № точки
    Р, Па
    V, м3/ч
    t, 0C
    T, K
    U,
    кДж/кг
    i, кДж/кг
    S, кДж/(кг*К)
    2. Определение
    ?U ,
    ?i,
    ?S для каждого процесса
    Изменение удельной внутренней энергии:
    ?U ??UКОН ??UНАЧ
    ??СV (tКОН ??tНАЧ ) ,
    Изменение удельной энтальпии:
    ?i ??iКОН ??iНАЧ
    ??СP (tКОН ??tНАЧ ) ,
    Изменение удельной энтальпии:
    ?S ??S
    КОН
    *
    SНАЧ
    ??СP
    T
    ln КОН
    TНАЧ
    P
    * R ln КОН ,
    PНАЧ
    Данные расчетов заносят в таблицу 3
    № процессов
    ?U , кДж/кг
    ?i , кДж/кг
    ?S , кДж/(кг*К)
    Примечания
    1-2
    2-3
    3-4
    4-1
    Всего:
    ??U
    ??i
    ??S

    3. Определение q, l, lI, ?, ??в каждом процессе
    Удельное количество теплоты определяется для всех процессов из
    уравнения первого закона термодинамики: Для изохорного
    q ???U ??l .
    Для изобарного
    qV ???U ??UКОН ??UНАЧ ,
    Для изотермического
    qP ???i ??iКОН ??iНАЧ ,
    Для адиабатного Для политропного
    qT ??T (SКОН ??SНАЧ ),
    qaд = 0,
    qПОЛ
    ??СV
    n ??k (T n ??1
    КОН
    *
    ТНАЧ ) ,
    Удельная работа изменения объема газа в процессах, кДж/кг:
    V2
    l ????Pdv ,
    V1
    Для изохорного
    Для изобарного
    lV ??0 ,
    lP ??P(VКОН ??VНАЧ ) ??R(TКОН ??ТНАЧ ) ,
    Для изотермического
    V
    l ??RT ln КОН ,
    T V
    Для адиабатного
    Для политропного
    lад ?
    R
    k ?1
    (TНАЧ
    НАЧ
    ??Т
    КОН ) ,
    lПОЛ
    ? R n ?1
    (TНАЧ
    ??ТКОН ) ,
    Удельная располагаемая работа (полезная) в процессах, кДж/кг:
    P2
    Для изохорного
    l I ?????vdP
    P1
    Для изобарного
    Для изотермического
    l I V
    ???V (PКОН ??PНАЧ ) ,
    l I P ??0 ,
    Для адиабатного
    l I T
    ??RT ln
    PНАЧ ,
    PКОН
    I k
    ag k ??1
    I
    R(TНАЧ
    *
    ТКОН
    ) , или
    lag ????i ??iНАЧ
    *
    iКОН
    Для политропного
    I
    пол
    n n ??1
    R(T
    НАЧ
    * TКОН ) ,
    Коэффициенты распределения энергии в процессе:
    ?????U ,
    q
    ????l ,
    q
    Данные расчетов заносят в таблицу 4 Таблица 4
    4. Определение lЦ, ?t, Pi
    Полезная работа газа за цикл определяется:
    — как разность работ расширения и сжатия, lЦ
    ??lРАСШ
    * lСМ ,
    — как разность теплоты, подведенной и отведенной:
    lЦ ??q1 ??q2 ??qПОДВ ??qОТВ ,
    С учетом знаков плюс и минус полезная работа за цикл определяется как алгебраическая сумма:


    l I Ц
    ??l1?2 ??l2?3 ??l3?4 ??l4?1 , или
    ??q1?2 ??q2?3 ??q3?4 ??q4?1 , или
    ??l I 1?2 ??l I 2?3 ??l I 3?4 ??l I 4?1 ,
    Знак плюс соответствует положительному направлению процесса, то есть подводу тепла и расширению. Знак минус – отводу тепла и сжатию.
    Термический к.п.д.: ?

    t
    подв
    l
    Среднецикловое давление (индикаторное):
    Pi ?
    Vmax
    ц ,
    ??Vmin
    Построить графики цикла в координатах p-V и T-S согласно произведенным расчетам.