Задача 2. «Определение параметров процесса водяного пара».
Из таблицы заданий по номеру варианта заданы: вид процесса с паром и некоторые параметры начала и конца процесса. По «Таблицам для водяного пара» и распечатанной h-S диаграмме необходимо определить:
1. недостающие параметры начального и конечного состояния водяного пара (Р,V,T,S,h,U,x);
2. рассчитать: теплоту процесса; изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии и работу пара;
3.При заданном адиабатном процессе необходимо рассчитать среднее значение показателя адиабаты.
Результаты расчётов занести в сводную таблицу по указанной форме (см. таблицу заданий).
В масштабе, графически изобразить (крупно) заданный процесс в h-S диаграмме с указанием всех определяемых величин крайних точек процесса (Р,V,T,S,h,U,x).
После проверки выполнения работы, расчётное задание возвращается студенту для его защиты.
В защиту расчётного задания включаются вопросы по всем пунктам работы обеих задач, связанные с определениями и расчётом параметров, умением ориентироваться в выполненных расчётах, анализе полученных результатов, приведенным в работе графическим материалам.
Дата выдачи задания ___________________ Дата защиты ___________
Роспись преподавателя ______________________.
В расчётах могут быть допущены ошибки !!!
Задача 1. Расчет цикла теплового двигателя
В точке 1.
Известны параметры в точке 1. , , из таблицы Термодинамических функций кислорода по Ривкину найдем: , , , где удельная внутренняя энергия, удельная энтальпия, s01 - удельная энтропия.
Найдем объём в точке 1 из уравнения Клайперона-Менделеева: , где заданная температура в точке 1; заданное давление, удельная газовая постоянная для данного газа, , молекулярный вес кислорода.
Эксэргия:
Энтропия:
.
В точке 2.
1 -2 – процесс адиабатный, т.е протекающий без теплообмена с окружающей средой .
Через
и
; ; где при t1=0oC приведенный объём для О2 , по Ривкину - ; =3,7773 (из таблицы 15).
Из таблицы 15, методом интерполяции, для точки 2 с величиной приведенного объёма , вычислим соответствующее значение приведенного давления и температуры Т2. и Т2= 283,62оС=556,77К.
Аналогично интерполяцией найдем: , , . Величину давления определим из соотношения . Откуда
В процессе 1-2:
Работа расширения ,
,
энтропия:
удельная внутренняя энергия:
удельная энтальпия
удельная теплота:
удельная эксэргия:
; , где
hО.С= 266,05кДж/кг; и =6,3929 кДж/(кг.К) – при ТО.С=+20оС для О2. При этом .
2-3 -Изохорный процесс т.е , , отсюда следует ,
, где степень повышения давления из условия, , по температуре найдём из таблицы: , , .
Работа расширения участка 2-3:
, так как изменения объема равно нулю,
,
ex3 = h3 - ho c - Toc ( s3 - soc ) = . . . . .
3-4 – Изобарный процесс т.е , отсюда следует что, , ,где степень предварительного расширения из условия , , из таблицы найдем: , , .
ex4 = h4 - ho c - Toc ( s4 - soc ) = . . . . .
4-5 Политропный процесс т.е ,так как 5-1 изобара то ,
где - показатель политропы , ,
из таблицы найдем: , , .
ex5 = h5 - ho c - Toc ( s5 - soc ) = . . . . .
5-1 процесс изобарный :
Суммирования за цикл: