Исходные данные к курсовой работе

Параметр	Последняя цифра шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
ε	16	13	14	15	16	17	18	19	16	18
λ	1,5	1,6	1,5	1,7	1,4	1,5	1,6	1,7	1,7	1,5
ρ	1,6	1,4	1,3	1,4	1,5	1,5	1,4	1,3	1,5	1,3

Таблица 3

Параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла

Номер точки	р, Па (кПа)	υ, м3/кг	Т, К
1	р1	υ1	Т1
2	р2	υ2	Т2
3	р3	υ3	Т3
4	р4	υ4	Т4
5	р5	υ5	Т5

Таблица 4

Результаты расчетов характеристик процессов цикла

№ п/п	Процессы	Δu, кДж/кг	Δi, кДж/кг	Δs, кДж/(кг · К)	l, кДж/кг	q, кДж/кг
1	1 – 2
2	2 – 3
3	3 – 4
4	4 – 5
5	5 – 1
6	Итого за цикл

2. Указания по выполнению курсовой работы

2.1. Расчет характеристик газовой смеси

В начале курсовой работы определяются массовые или объемные доли заданной газовой смеси, используя формулы табл. 5.

Таблица 5

Соотношение для расчета смесей идеальных газов

Расчет смеси	Способ задания смеси
	массовыми долями (gi)	объемными долями (ri)
Определение долей	, где Мi – масса данного (i-го) компонента, кг; Мсм – масса всей смеси, кг. При этом: М1 + М2 + … + Мi = Мсм;	, где Vi – приведенный объем данного (i-го) компонента, м3; Vсм – объем всей смеси, м3. При этом: ;
Формула перехода
Парциальное давление компонентов		pi = r i · pсм
Удельный объем смеси
Плотность смеси
Средняя молярная масса смеси

Окончание табл. 5

Расчет смеси	Способ задания смеси
	массовыми долями (gi)	объемными долями (ri)
Газовая постоянная смеси
Теплоемкость смеси	,	; ,

Примечание: В табл. 5 приняты следующие обозначения: g_i и r_i – массовые и объемные доли соответственно; μ_i – молярная масса компонента, кг/моль; μ_см – молярная масса смеси, кг/моль; р_i и р_см – давление компонента и смеси соответственно, Па; R_i и R_см – газовая постоянная компонента и смеси соответственно, Дж/(кг · К); ρ_i и ρ_см – плотность компонента и смеси соответственно, кг/м³; с_i, и μс_i – массовая [кДж/(кг · К)], объемная [кДж/(нм³ · К)] и мольная [Дж/(моль · К)] теплоемкости компонента; с_см, и μс_см – массовая, кДж/(кг · К), объемная, кДж/(нм³ · К) и мольная, Дж/(моль · К), теплоемкости смеси соответственно.

2.1.1. Рассчитать массовые доли компонентов, пользуясь формулами табл. 5.

2.1.2. Используя значения молярных масс компонентов, рассчитываются их газовые постоянные по формуле

, Дж/(кг · К), (1)

где μ_i – молярная масса, кг/моль (прил. 1).

2.1.3. Газовую постоянную, среднюю молярную массу смеси, парциальные давления компонентов определяем через массовые или объемные доли по формулам табл. 5.

2.1.4. Смеси идеальных газов обладают свойствами идеального газа, т. е. они подчиняются всем газовым законам [6]. Масса смеси выражается из уравнения Клапейрона для М_см, кг, смеси газа:

р_см V_см = M_см R_см T_см, (2)

где р_см и Т_см – абсолютное давление, Па, и температура, К, смеси при нормальных условиях; V_см – объем смеси, м³ (табл. 1); М_см – масса смеси, кг; R_см – газовая постоянная смеси, Дж/(кг · К).

2.1.5. Через рассчитанные ранее массовые или объемные доли находим массы компонентов и их приведенные объемы при заданном объеме смеси V_см.

2.1.6. Рассчитать число молей в смеси (мольные доли компонентов численно равны объемным долям, т.е. k_i = r_i) из формулы

М_см = N_см · μ_см, кг. (3)

Примечание: По определению объемной доли i-го компонента газовой смеси можно записать:

, (4)

где n_i – число молей i-го компонента в смеси, моль; – объем одного моля i-го компонента при условии, что он находится при температуре смеси Т_см и давлении р_см.

Равенство определяется законом Амага.

Из закона Авогадро известно, что при одинаковых температуре и давлении 1 моль любого компонента смеси занимает один и тот же объем V′. То есть в (4) можно записать , из чего следует:

, (5)

где n_см – число молей всей смеси, моль; k_i – мольная доля i-го компонента смеси.

Таким образом, благодаря (5) установлено, что объемные доли компонентов смеси идеальных газов всегда численно равны их мольным долям.

2.1.7. Плотность компонентов при нормальных условиях определяем по выражению:

кг/нм³, (6)

где М_i, V_i – массы, кг, и парциальные объемы, нм³, соответствующих компонентов газовой смеси.

Значения плотности компонентов ρ_i, вычисленные по соотношению (6), проверяются по формуле [4]:

, кг/нм³. (7)

2.1.8. Через известные массовые или объемные доли находим плотность смеси при нормальных условиях по выражениям табл. 5:

, кг/нм³. (8)

Значение плотности смеси ρ_см, вычисленное по соотношению (8), проверяется по формулам табл. 5 по заданному химическому составу смеси:

, кг/нм³ (9)

или

, кг/нм³ (10)