Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»
Высшая инженерная школа |
|
|
|
Кафедра теплоэнергетики и теплотехники |
|
|
|
: 20.03.01 Техносферная безопасность |
|
(код и наименование направления подготовки/специальности)
|
|
Методические указания для выполнения ргр 1
РАСЧЕТ ГАЗОВОГО ЦИКЛА
Исходные данные:
Рабочее тело обладает свойствами воздуха, масса равна 1 кг.
2. Газовый цикл состоит из четырёх процессов, определяемых по показателю политропы. Известны начальные параметры в точке 1 (давление и температура), а также безразмерные отношения параметров в некоторых процессах. Данные для расчётов приведены в табл.1.
Требуется:
Определить параметры P, v, t, U, i, S для основных точек цикла.
Определить для каждого процесса
.
Определить работу газа за цикл lц, термический к.п.д. и среднецикловое давление рi.
Построить в масштабе цикл в координатах p-v и T-S согласно произведенным расчетам.
Расчет произвести при постоянной теплоемкости с f(t).
Таблица 1
№ вар-та |
Показатель политропы |
PI, 10-5 Па |
t1 0C |
|
|
|
|
Расчетный цикл |
|||
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-1 |
||||||||
1 2 3 4 5 6 7 |
К 1,3 К 1 1,1 К К |
|
1,2 К 1,25 К К 1,3 1,1 |
|
0,90 0,95 1,00 0,98 1,00 0,98 1,00 |
20 30 40 50 60 70 80 |
4 5 6 7 8 6 7 |
2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,0 1,9 |
– – – – – – – |
– – – – – – – |
|
8 9 10 11 12 13 14 |
К К К 1,30 1,25 1,35 1,20 |
0 0 0 0 0 0 0 |
1,00 1,10 1,15 К К К К |
|
1,00 0,90 0,93 0,95 0,98 0,92 1,00 |
60 50 40 30 25 20 15 |
12 13 14 15 16 17 18 |
– – – – – – – |
– – – – – – – |
1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 1,6 |
|
15 16 17 18 19 20 21 |
K K K K 1,10 1,25 1,20 |
0 0 0 0 0 0 0 |
1,30 1,25 1,20 1,15 К К К |
0 0 0 0 0 0 0 |
1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 |
30 20 40 15 10 25 35 |
– – – – – – – |
– – – – – – – |
4 5 6 7 8 9 10 |
1,6 1,7 1,5 2,0 2,1 1,9 2,2 |
|
22 23 24 25 26 27 |
K K K 1,3 1,2 1,1
|
|
1,3 1,2 1,1 К К К
|
0 0 0 0 0 0
|
0,98 0,97 0,96 0,95 0,94 0,93 |
60 50 40 30 20 10 |
– – – – – –
|
2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,0 |
4 5 6 7 8 9 |
– – – – – – |
|
28 29 30 31 32 33 34 |
1,35 К К 1,33 1,15 К К |
|
К 1,00 1,25 К К 1,30 1,35 |
|
1,00 0,98 0,95 0,93 0,96 0,98 1,00 |
90 100 110 120 130 35 45 |
10 9 8 7 6 5 4
|
1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1
|
– – – – – – – |
– – – – – – – |
|
Продолжение таблицы 1
№ вар-та |
Показатель политропы |
PI, 10-5 Па |
t1 0C |
|
|
|
|
Расчетный цикл |
|||
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-1 |
||||||||
35 36 37 38 39 40 41 |
К К К К 1,00 1,20 1,15 |
0 0 0 0 0 0 0 |
1,30 1,25 1,35 1,20 К К К |
|
1,00 0,98 0,96 0,94 0,92 0,90 1,00 |
20 25 35 45 55 60 65 |
12 13 14 15 16 17 18 |
– – – – – – – |
– – – – – – – |
1,9 1,7 1,6 1,5 2,1 2,0 1,9 |
|
42 43 44 45 46 47 48
|
1,1 1,2 1,3 1,4 К К К |
0 0 0 0 0 0 0 |
К К К К 1,0 1,1 1,2 |
0 0 0 0 0 0 0 |
0,98 0,95 0,96 0,97 0,98 0,97 1,00
|
15 20 25 30 35 40 45 |
– – – – – – – |
– – – – – – – |
10 9 8 7 6 5 4
|
1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 |
|
49 50 51 52 53 54
|
1,15 1,25 1,35 К К К |
|
К К К 1,15 1,25 1,35 |
0 0 0 0 0 0
|
1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 |
15 25 35 45 55 65 |
– – – – – – |
1,5 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 |
9 8 7 6 5 4
|
– – – – – – |
|
Теплоемкость не зависит от температуры, с f(t), и определяется по молекулярно-кинетической теории. Так как рабочим телом согласно заданию является воздух, то теплоемкости определяются для двухатомного газа.
Изохорная теплоемкость:
,
кДж/(кг*К),
Изобарная теплоемкость:
,
кДж/(кг*К).