2.1.3. Определение полезной работы l, подведённого и отведённого тепла, кпд t (двумя способами).

Найдем подведенное тепло q₁:

, (2.66)

Найдем отведенное тепло q₂:

, (2.67)

Найдем полезную работу l:

(2.68)

Вычислим КПД:

(2.69)

.

(2.70)

.

Таблица 2.1 – Расчёт параметров в переходных точках циклах.

Точка	p, МПа	Т, К	v, м3/кг	u, кДж/кг	h, кДж/кг	s, кДж/кгК
1	0,1	300	0,891	224,464	314,25	0,102
2	7,098	1013,93	0,042	758,639	1062,09	0,110
Z	14,55	2078,56	0,042	555,21	2177,29	0,647
3	14,55	2660,56	0,054	1990,67	2786,93	0,905
4	0,687	868,899	0,375	650,122	910,171	0,642

Таблица 2.2 – Результаты расчёта тепла, работы и изменения параметров.

Процесс	q, кДж/кг	l, кДж/кг	Δu, кДж/кг	Δh, кДж/кг	Δs, кДж/кг К
1-2	0	-529,967	529,967	747,844	0
2-z	796,571	0	796,541	1115,199	0,537
z-3	609,642	172,812	435,459	609,642	0,259
3-4	0	1340,55	-1340,55	-1876,76	0
4-1	-425,658	0	-425,658	-595,921	-0,796

Таблица 2.3 – результаты расчётов полезной работы, подведённого и отведённого тепла в цикле, его КПД

l, кДж/кг	q1, кДж/кг	q2, кДж/кг	t
980,555	1406,21	425,658	0,697

Таблица 2.4- расчёт параметров промежуточных точек .

Точка	Р, Мпа	v, м3/кг	Точка	s, кДж/кгК	Т, К
А	2	0,105	И	0,263	1441,945
Б	4	0,063	К	0,458	1870,331
С	2	0,224	Л	0,536	2077,669
Д	4	0,137	М	0,788	750,179
Е	6	0,102	Н	0,658	630,151
Ж	8	0,083	О	0,299	390,093
З	10	0,071

Вывод: термический КПД цикла ДВС со смешанным подводом тепла имеет обобщающий характер.

Рисунок - 2.1 Диаграмма в p,v- координатах.

Рисунок 2.2 - диаграмма в T,s – координатах.

2.2. Задача 2. Определить:

- параметры газа в переходных точках цикла ГТУ (результаты расчёта свести в табл.);

- тепло, работу и изменение параметров ∆u, ∆h, ∆s, в каждом процессе;

- полезную работу, подведённое и отведенное тепло в цикле ГТУ, его КПД (двумя способами);

- построить цикл в масштабе в диаграммах p,v и T,s.

Дано: "СИ"

г аз – N₂

подвод тепла – p = const

р₁ = 0,1 МПа

Т₁ = 300 К

Т₃ = 1400 К

Р₃ = 0,9 МПа

Найти:

v₁, u₁, h₁, s₁, p₂, T₂, v₂, u₂, h₂,

s₂, v₃, u₃, h₃, s₃, p₄, T₄, v₄, u₄,

h₄, s₄, q_1-2, l_1-2, ∆u_1-2, ∆h_1-2,

∆s_1-2, q_2-3, l_2-3, Δu_2-3, Δh_2-3,

Δs_2-3, q_3-4, l_3-4, ∆u_3-4, ∆h_3-4,

∆s_3-4, q_4-1, l_4-1, ∆u_4-1, ∆h_4-1,

∆s_4-1, l, q₁, q₂, _t.

Решение:

Для расчетов неизвестных параметров необходимо рассчитать газовую постоянную. Газовая постоянная является индивидуальной для каждого газа, то есть зависит от молекулярной массы газа и рассчитывается по формуле:

(2.71)

где _см - это кажущаяся молекулярная масса, она зависит от пропорции компонентов, из которых состоит смесь газа.

Для азота газовая постоянная будет равна:

Так же понадобится для расчетов изобарная (с_р) и изохорная (с_v) теплоемкости, показатель адиабаты и объем при нормальных условиях. Так как данный газ азот – двухатомный, следовательно, изобарная теплоемкость равна:

, (2.72)

а изохорная теплоемкость равна:

, (2.73)

Показатель адиабаты равен:

, (2.74)

Объем при нормальных условиях будет равен:

(2.75)