Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Воронежская государственная лесотехническая академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

4318

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.01.2021

Размер:

931.99 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 52 3 4 5 > Следующая >>>

Окончание табл. 3

1	2	3	4	5	6	7
16	0,092	296	6,72	1,80	1,35	1,31

17	0,110	291	5,91	1,67	1,27	1,23

18	0,121	305	6,34	1,84	1,36	1,30

19	0,107	311	5,09	1,72	1,34	1,26

20	0,116	297	7,16	1,82	1,33	1,24

21	0,109	289	7,04	1,67	1,37	1,26

22	0,098	294	6,12	1,53	1,37	1,28

23	0,096	307	7,27	1,98	1,33	1,31

24	0,103	310	6,11	1,84	1,38	1,33

25	0,108	296	7,41	1,67	1,32	1,26

26	0,112	294	5,82	1,71	1,34	1,32

27	0,116	299	6,21	1,62	1,36	1,28

28	0,121	301	5,39	1,98	1,31	1,27

29	0,120	311	5,46	1,76	1,33	1,26

30	0,117	321	6,42	1,79	1,36	1,24

31	0,097	297	6,71	1,85	1,33	1,27

32	0,099	289	7,04	1,65	1,37	1,32

33	0,106	293	7,09	1,58	1,34	1,27

34	0,104	296	6,72	1,42	1,39	1,32

35	0,102	305	7,63	1,54	1,33	1,24

ЗАДАНИЕ IV

Цикл газотурбинной установки с изобарным подводом тепла задан параметрами ____ и ____ и значениями величин =_____, =_____, n1 = ___ , n2

=____.

											р2			р1		– степень повышения давления в
	p	2				3					р2			р1		– степень повышения давления в
										компрессоре;




							n2						3		2	– степень изобарного расширения;
			n1										3		2
			n1								n1 – показатель политропы сжатия;
											n1 – показатель политропы сжатия;
											n2	– показатель политропы расширения.
				1				4			n2	– показатель политропы расширения.
				1				4
								v										Таблица 4
								v

										Варианты заданий

	№				p1 ,				T1 ,									n1	n2
	п/п				МПа													n1	n2
	п/п				МПа
1				2				3					4				5	6	7
1				0,110				301				8,21					3,15	1,33	1,23

2				0,102				315				8,72					2,99	1,37	1,29

3				0,098				297				9,25					3,27	1,34	1,31

4				0,112				283				9,64					3,21	1,38	1,32

5				0,108				304				9,87					3,09	1,27	1,21

6				0,107				308				10,0					3,17	1,33	1,30

7				0,101				311				8,36					3,26	1,29	1,22

8				0,096				317				7,93					2,98	1,36	1,27

9				0,097				292				8,64					2,90	1,34	1,30

10				0,103				296				10,1					3,36	1,35	1,24

11				0,105				302				7,88					2,96	1,35	1,27

12				0,095				313				9,63					3,42	1,37	1,21

13				0,101				309				8,84					3,07	1,33	1,20

14				0,111				304				7,98					3,16	1,36	1,27

15				0,108				303				7,82					3,43	1,35	1,23

16				0,100				297				9,76					2,93	1,29	1,24

Окончание табл. 4

1	2	3	4	5	6	7
17	0,097	300	10,1	3,54	1,35	1,27

18	0,103	305	8,36	2,87	1,37	1,26

19	0,112	292	7,83	3,37	1,33	1,23

20	0,111	287	8,54	3,18	1,34	1,30

21	0,107	313	7,86	2,93	1,35	1,22

22	0,099	310	9,86	3,37	1,33	1,27

23	0,098	309	8,84	2,88	1,29	1,32

24	0,105	301	7,96	3,16	1,36	1,24

25	0,101	306	7,81	2,67	1,35	1,21

26	0,097	298	8,31	3,14	1,37	1,20

27	0,099	291	8,72	3,41	1,33	1,23

28	0,095	305	9,23	3,82	1,36	1,31

29	0,103	311	9,64	2,96	1,34	1,27

30	0,112	307	9,76	2,99	1,33	1,24

31	0,115	298	8,44	3,12	1,37	1,25

32	0,107	291	7,68	3,22	1,34	1,32

33	0,102	289	9,63	3,36	1,38	1,35

34	0,098	303	7,68	3,45	1,32	1,29

35	0,108	300	8,13	3,24	1,36	1,24

ЗАДАНИЕ V

Цикл газотурбинной установки с изохорным подводом тепла задан параметрами _____ и ____ и значениями величин =____, =____, n1 = ____, n2

=____.

	3									р2 р1 – степень повышения давления в
р	3
р										компрессоре;
										компрессоре;
											p3 p2		– степень добавочного повышения
						n2
	2					n2
										давления;



			n1								n1 – показатель политропы сжатия;

					1				4

											n2	– показатель политропы расширения.

							v
							v
																Таблица 5
																Таблица 5
										Варианты заданий

№				p1 ,				T1 ,							n1		n2
п/п				МПа											n1		n2
п/п				МПа

1		2						3				4		5	6		7
1		0,097						314				4,51		2,36	1,32		1,36

2		0,097						284				5,27		2,41	1,31		1,27

3		0,096						305				5,32		2,38	1,24		1,29

4		0,101						308				4,83		2,55	1,36		1,35

5		0,110						311				4,67		2,58	1,34		1,27

6		0,112						317				6,02		2,77	1,27		1,28

7		0,096						296				4,93		2,39	1,27		1,32

8		0,098						289				6,21		2,54	1,26		1,36

9		0,102						302				5,98		2,61	1,31		1,32

10		0,100						313				4,78		2,78	1,37		1,24

11		0,105						309				6,45		2,71	1,34		1,27

12		0,102						299				6,03		2,66	1,36		1,27

13		0,097						297				5,97		2,59	1,31		1,26

14		0,099						301				5,36		2,75	1,24		1,33

Окончание табл. 5

1	2	3	4	5	6	7

15	0,103	310	5,62	2,63	1,27	1,36

16	0,096	302	4,96	2,44	1,26	1,31

17	0,099	287	5,13	2,32	1,24	1,33

18	0,101	293	5,02	2,54	1,37	1,24

19	0,110	313	6,04	2,76	1,34	1,27

20	0,103	301	6,17	2,67	1,32	1,36

21	0,105	308	4,92	2,39	1,27	1,29

22	0,093	284	4,99	2,44	1,34	1,27

23	0,098	314	5,12	2,76	1,34	1,23

24	0,101	303	6,01	2,81	1,36	1,35

25	0,102	317	5,27	2,55	1,24	1,29

26	0,098	298	4,92	2,67	1,34	1,27

27	0,097	287	4,87	2,82	1,35	1,36

28	0,105	285	5,87	2,53	1,31	1,22

29	0,108	303	6,04	2,67	1,34	1,27

30	0,112	305	5,77	2,76	1,36	1,23

31	0,097	315	5,18	2,51	1,33	1,24

32	0,099	313	4,98	2,80	1,27	1,33

33	0,107	299	5,34	2,61	1,34	1,31

34	0,102	309	6,09	2,68	1,36	1,35

35	0,103	312	5,73	2,78	1,31	1,27

ПРИМЕР РАСЧЕТОВ И ОФОРМЛЕНИЯ ЗАДАНИЯ № 1

Вариант I

Цикл поршневого ДВС со смешанным подводом тепла задан параметрами p1 = 0,097 МПа, T1 = 303 и значениями величин = 15,3; = 1,29; =

1,36; n1 = 1,32; n2 = 1,27. Выполнить термодинамический анализ цикла и отдельных процессов (в соответствии с содержанием домашнего задания № 1 по термодинамике).

1. Цикл со смешанным подводом тепла хорошо используется для описания и расчетов рабочих процессов современных быстроходных дизельных двигателей внутреннего сгорания автотракторного назначения. Физическое осуществление цикла производится поршневой машиной следующим образом.

Во время хода всасывания (процесс 1–а на р- диаграмме цикла) атмосферный воздух, проходя через систему фильтров и специальный всасывающий клапан, попадает в рабочий цилиндр двигателя. В конце всасывания (точка 1) всасывающий клапан закрывается и с перемещением к верхней мертвой точке происходит сжатие воздуха (процесс 1–2) Ввиду быстротечности этого процесса характер его близок к адиабатному, и температура воздуха в конце сжатия (точка 2) повышается на столько, что несколько превышает температуру самовоспламенения топлива. По окончании сжатия через специальную форсунку дизельное топливо впрыскивается, мелко распыливаясь, в небольшую предкамеру, расположенную в головке цилиндра, или в специальную камеру в рабочем поршне машины. Первые порции топлива в условиях высокой температуры и большого теплового излучения от стенок предкамеры практически мгновенно разлагаются, испаряются и сгорают (процесс 2–3). Давление в цилиндре при этом резко возрастает и с достаточной точностью первый этап подвода тепла можно описать изохорным процессом.

Основная масса топлива, впрыскиваемого в камеру, испаряется по мере поступления, перемешиваясь с продуктами сгорания, и эта смесь выбрасывается из предкамеры в основную камеру сгорания, где и происходит ее догорание по мере поступления. Этот второй этап подвода топлива уже проходит при перемещении поршня к нижней мертвой точке и практически не сопровождается повышением давления. С допустимой погрешностью его описывают изобарным

процессом (процесс 3–4). После сгорания смеси происходит расширение газообразных продуктов сгорания (процесс 4–5), и вслед за этим открывается выхлопной клапан, через который продукты сгорания во время процесса выталкивания (процесс 5–а) выбрасываются в атмосферу, унося с собой и часть тепла, подведенного к рабочему теплу. Далее цикл повторяется, вновь начинаясь с всасывания свежей порции воздуха.

Поскольку в процессах всасывания (а–1) и выталкивания (5–а) суммарная работа мало отличается от нуля, то, идеализируя реальный цикл, процессы газообмена заменяют одним изохорным процессом отвода тепла (процесс 5–1).

2. Определение параметров всех характерных точек цикла начнем с вычисления удельного объема газа в точке 1. Из уравнения Клапейрона – Менделеева [1] p1 1 R T1

			R T1							287 303						0,8965			м3 / кг ,
																0,8965			м3 / кг ,
1				p						0.097 106
				p						0.097 106
						1
				где				R 287						Дж			– газовая постоянная воздуха [1]
				где				R 287						кг К			– газовая постоянная воздуха [1]
														кг К
				Определяем параметры точки 2
2		1					0,8965						0,0586				м3 / кг .
2		1											0,0586				м3 / кг .
								15,3
				Процесс 1–2 политропный, с показателем политропы n1 . Значит,
р n1						р			2			n1 , откуда
	1	1							2			2
									1	n1					n1					6			1.32						6		.
									1						n1					6			1.32						6		.
р2		р1										р1				0,097		10			15,3				3,553 10					Па
р2		р1						2				р1				0,097		10			15,3				3,553 10					Па
								2
				Величину T2										находим из уравнения состояния идеального газа
Т				р2		2					3,533 106 0,0586								725,4					К .
Т	2																		725,4					К .
	2					R									287
						R									287
				Параметр точки 3 начинаем рассчитывать с вычисления p3
р р					2	3,533 106										1,29 4,531 106							Па .
	3				2
				Процесс 2–3 изохорный, значит																				3			2	0,0586 м3			/ кг , а так как [1]:
																								3			2
																						р3			Т3	,
																										,
																						р2			Т2

																						18
откуда Т							Т			р3		Т			725,4 1,29 935,8 К .
откуда Т						3	Т		2			Т			725,4 1,29 935,8 К .
						3			2	р2				2
										р2
				Для точки 4 легко вычислить сначала удельный объем:
	4			3	0,0586 1,36 0,0797														м3 / кг .
	4			3
				Процесс 3–4 изобарный, поэтому р р 4,584 106																									Па .
																						4				3
				Для изобарного процесса в соответствии с законом Гей-Люссака
																			4				Т4		,
																			3				Т3		,
																			3				Т3
откуда Т							Т			4		Т				935,8 1,36 1272 ,7 К .
						4			3		3				3
											3
				Удельный объем точки 5 одинаков с удельным объемом точки 1.
	5	0,8965										м3 / кг .
	5			1
				Процесс 4–5 политропный. Для него
																	р	4			n2	р		5		5	n2 ,
																		4		4				5		5
											4			n2											1,.27
																		6	0,0797									6
																		6	0,0797									6
откуда р5							р4									4,584 10											0,212 10		Па .
откуда р5							р4				5					4,584 10											0,212 10		Па .
											5									0,8965
				Температуру в точке 5 найдем из уравнения состояния для этой точки:
Т			р5		5			0,212 106								0,8965	662,2					К .
Т	5																662,2					К .
	5				R								287
					R								287

Эту же температуру можно вычислить, записав закон Шарля для изохорного процесса 5–1 [1]:

										р1	Т1	,
										р5	Т5	,
										р5	Т5
откуда Т		Т			р5	303	0,212	106	662,2			К .
откуда Т	5	Т	1		р	303		106	662,2			К .
	5		1			0,097
						0,097
				1

Совпадение полученных результатов может служить свидетельством правильности проведенных вычислений и отсутствия арифметических ошибок.

3. Полный термодинамический расчет любого процесса включает вычисления тепла и работы за этот процесс, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии. Для политропного процесса 1–2 количество тепла вычисляем по формуле [1]

n1 K

T T

1 2

n1 1

2 1

где C

– средняя массовая теплоемкость в процессах при постоянном

объеме в интервале температур от Т1

до Т2 ;

С pm

– показатель адиабаты для процесса 1–2;

C pm

– средняя

С m

массовая теплоемкость воздуха в процессах при p=const для того же интервала температур. Если принимать зависимости C m f (T ) и Cpm f (T ) линейными, то величины средних теплоемкостей воздуха легко вычислить по форму-

лам [10]:

C		t2 0,7084	0,00009349		t1	t2


m		t1				2
и
		tt2 0,9952	0,00009349	t1		t2	,
Cpm
						2
	1


где t1 и t2 – температура в начале и в конце процесса в C .

Проводим вычисления:

t1 T1 273 303 273 30 C ;

t2 T2 273 725,4 273 452,4 C ;

C		t2			0,7084					0,00009349					30 452,4					0,7309			кДж			;
															30 452,4								кДж

m		t															2						кг С
	1																2						кг С
	1
										0,00009349						30 452,4				1,018		кДж		;

Cpm		tt2 0,9952
Cpm		tt2 0,9952																			кг С
		1															2				кг С
		1
			C m					1,018
K			C m					1,018				1,392 .
K			C m					0,7309				1,392 .
			C m					0,7309
Итак, тепло за процесс 1–2
q	C					t2			n1	K		T T 0,7309						1,32 1,392				725,4 303 69,16						кДж	.
						t2			n1	K								1,32 1,392										кДж
						t1
1 2					m	t1			n1 1		2			1					1,32 1,0									кг
									n1 1										1,32 1,0									кг
Работа в процессе 1–2 вычисляется по формуле [1]:
l					R		T T						287 10 3				303 725,4 378,8								кДж		.
l							T T										303 725,4 378,8										.
1 2				n1 1				1		2	1,32			1,0												кг
				n1 1							1,32			1,0												кг

Рассчитываем изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процесс 1–2, используя известные формулы, полученные для идеального газа

[1]:

1 2

t2 T T 0,7809 725,4 303 306,7

кДж

;

кг

1,018 725,4 303 430,0

кДж

;

1 2

кг

t2 ln

R ln 2

0,7809 ln

725,4

287 10 3 ln

0,0586

1 2

303

0,8965

0,1012

кДж

;

кг К

Чтобы убедится в правильности расчетов, запишем выражение первого

закона термодинамики и проведем сопоставление значений U1 2 :

69,45 378,8 309,34

кДж

;

1 2

кг

неувязка 309,34 306,7 100 0,21 % свидетельствует об отсутствии оши-

309,34

бок в вычислениях.

Рассчитываем процесс 2–3, начиная с вычислений средних теплоемкостей

C				t3 0,7084 0,00009349														t2		t3	0,7084	0,00009349				452,6 662,8
																		t2		t3						452,6 662,8

	m			t2																2				2
0,7605										кДж				;
0,7605														;
										кг С
C				t3		0,9952						0,00009349							t2	t3	0,9952	0,00009349					452,4 662,8
																			t2	t3							452,4 662,8
		pm
		pm		t	2															2				2
																				2				2

									кДж
1,047									кДж				;
1,047													;
							кг С
						Так как процесс 2–3 изохорный, то
q	2 3			C					t3 T T 0,7605 935,8 725,4 160,0														кДж		;
																							кДж

						m			t2			3			2								кг
l2 3 0 ;																							кг
l2 3 0 ;
U						q					160					кДж	;
U			2	3		q		2 3			160						;
			2	3				2 3								кг
																кг

<<< < Предыдущая 12 / 52 3 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
08.01.2021926.78 Кб74310.pdf
#
08.01.2021926.83 Кб24311.pdf
#
08.01.2021927.71 Кб14314.pdf
#
08.01.2021928.26 Кб14315.pdf
#
08.01.2021929.42 Кб44317.pdf
#
08.01.2021931.99 Кб14318.pdf
#
08.01.2021932.31 Кб14319.pdf
#
08.01.2021197.37 Кб0432.pdf
#
08.01.2021933.05 Кб14320.pdf
#
08.01.2021934.17 Кб24321.pdf
#
08.01.2021934.46 Кб14322.pdf