Galagan_teploteh (1)
.pdf№№ |
Исходные данные |
|
Характеристика процессов |
|
|||
задания |
1-2 |
|
2-3 |
3-4 |
|
4-1 |
|
|
|
|
|||||
44 |
Р1 = 2 бар, Т1 = 300 |
dq = 0 |
|
T = const |
dq-0 |
|
v = const |
|
К, v1/v2= 15, v3/v2= |
(P2>P1) |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
Р1 = 3 бар, t1 = 20°С, |
Т = const |
|
v = const |
T = const |
|
v = const |
|
Р2 = 15 бар, |
(P2>P1) |
|
|
|
|
|
|
q2-3 = 700 кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
46 |
Р1 = 6 бар, t1 = |
Т = const |
|
P = const |
T = const |
|
P = const |
|
160°С, Р2 = 15 бар, |
|
|
|
|
|
|
|
t3 = 250°С |
|
|
|
|
|
|
47 |
Р1 = 10 бар, t1 = |
Т = const |
|
dq = 0 |
v = const |
|
dq = 0 |
|
300°С, Р2 = 5 бар, |
|
|
|
|
|
|
|
v3 = 0,4 м3/кг, |
|
|
|
|
|
|
48 |
Р1 = 10 бар, |
v = const |
|
P = const |
v = const |
|
P = const |
|
v2 = 0,12 м3/кг, |
|
|
|
|
|
|
|
Р2 = 15 бар, t3 = |
|
|
|
|
|
|
|
700°С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49 |
v1 = 0,8 м3/кг, |
dq = 0 |
|
T = const |
dq = 0 |
|
v = const |
|
Р1 = 10 бар, Р2 = 30 |
|
|
|
|
|
|
|
бар, Р3 = 25 бар |
|
|
|
|
|
|
50 |
t1 = 50°C, P1 = 0,8 |
T = const |
|
dq = 0 |
T = const |
|
dq-0 |
|
бар, v1/v4= 5, |
(P2>P1) |
|
|
|
|
|
|
q3- 4 = 300 кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
51 |
P1 = 1,2 бар, t1 = |
dq = 0 |
|
v = const |
dq = 0 |
|
v = const |
|
20°C, v1/v2 = 10, |
(P2>P1) |
|
|
|
|
|
|
P3/P2=l,8 |
|
|
|
|
|
|
52 |
P1 = 5 бар, P2 = 10 |
T = const |
|
P = const |
dq=0 |
|
P = const |
|
бар, v2 = 0,09 м3/кг, |
|
|
|
|
|
|
|
v3 = 0,14м3/кг |
|
|
|
|
|
|
53 |
t1 = 200°C, P1 = 6 |
P = const |
|
T = const |
P = const |
|
T = const |
|
бар, t2= 100°C; v3= |
(v2>v1) |
|
|
|
|
|
|
0,5 м3/кг |
|
|
|
|
|
|
54 |
t1 = 25°C, P1 = 3 бар, |
dq = 0 |
|
P = const |
T = const |
|
P = const |
|
P2 = 20 бар, t3 = |
|
|
|
|
|
|
|
550°C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
№№ |
Исходные данные |
|
Характеристика процессов |
|
|||
задания |
1-2 |
|
2-3 |
3-4 |
|
4-1 |
|
|
|
|
|||||
55 |
P1 = 3 бар, |
dq = 0 |
|
v = const |
T = const |
|
P = const |
|
v1 = 0,3 м3/кг, |
|
|
|
|
|
|
|
P2 = 10 бар, t3 = |
|
|
|
|
|
|
|
200°C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
56 |
v1 = 0,12 м3/кг, |
dq = 0 |
|
P = const |
T = const |
|
P = const |
|
t1 = 50°C, P2 = 25 |
|
|
|
|
|
|
|
бар, t3 = 300°C |
|
|
|
|
|
|
57 |
P1 = 2 бар, P2 = 10 |
dq = 0 |
|
P = const |
dq-0 |
|
P = const |
|
бар, t3 = 300°C, |
|
|
|
|
|
|
|
q2-3= 1050кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
58 |
P1 = 0,8 бар, t1 = |
T = const |
|
v = const |
dq = 0 |
|
v = const |
|
10oC, v2 = 0,4 м3/кг, |
(P2>P1) |
|
|
|
|
|
|
t3 = 227°C |
|
|
|
|
|
|
59 |
Р1 = 6,8 бар, t1 = 10 |
Т = const |
|
v = const |
dq = 0 |
|
v = const |
|
°С, v2 = 0,4 м3/кг, |
(P1>P2) |
|
|
|
|
|
|
t3 = 225°С |
|
|
|
|
|
|
60 |
Р1 = 30 бар, t1 = |
Т = const |
|
dq = 0 |
T = const |
|
v = const |
|
400°С, Р2 = 14 бар, |
|
|
|
|
|
|
|
Р3 = 6 бар |
|
|
|
|
|
|
61 |
Р1 = 50 бар, |
Т = const |
|
dq = 0 |
T = const |
|
v = const |
|
v2 = 0,12 м3/кг, |
(P1>P2) |
|
|
|
|
|
|
Р3 = 5 бар, t4 = - |
|
|
|
|
|
|
|
35°С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
62 |
Р1 = 3,5 бар, |
dq=0 |
|
P = const |
dq-0 |
|
v = const |
|
v1 = 0,25 м3/кг, |
|
|
|
|
|
|
|
Р2 = 20 бар,t3 = |
|
|
|
|
|
|
|
300°C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22
№№ зада- |
|
Исходные данные |
Схема цикла |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
63 |
P1=1 |
105 Па; t1=850 C; |
|
|
ε=(v1/ v2)=15; q1=920 кДж/кг; |
|
|
64 |
P1=1 |
105 Па; t1=200 C; |
|
|
ε=(v1/ v2)=12; q1=500 кДж/кг; |
|
|
65 |
P1=1 |
105 Па; t1=400 C; |
|
|
ε=(v1/ v2)=8; q1=300 кДж/кг; |
|
|
66 |
v1=1,1 м3/кг; t1=800 C; |
|
|
|
ε=(v1/ v2)=14; q2-3=840 кДж/кг; |
|
|
67 |
v1=1,1 м3/кг; t1=500 C; |
|
|
|
ε=(v1/ v2)=16; q2-3=900 кДж/кг; |
|
|
68 |
v1=1,1 м3/кг; t1=300 C; |
|
|
|
ε=(v1/ v2)=12; q2-3=700 кДж/кг; |
|
|
69 |
Р1=0,8 105 Па; t1=100 C; |
|
|
|
v2=0,4 м3/кг; t3=2250 C; |
|
|
70 |
Р1=1,2 105 Па; t1=300 C; |
|
|
|
v2=0,3 м3/кг; t3=2500 C; |
|
|
71 |
Р1=2 105 Па; t1=500 C; |
|
|
|
v2=0,1 м3/кг; t3=2500 C; |
|
|
72 |
v1=1,2 м3/кг; t1=800 C; |
|
|
|
ε=(v1/ v2)=5; q2-3=840 кДж/кг; |
|
|
73 |
v1=1,2 м3/кг; t1=1200 C; |
|
|
|
ε=(v1/ v2)=6; q2-3=750 кДж/кг; |
|
|
74 |
v1=1,2 м3/кг; t1=300 C; |
|
|
|
ε=(v1/ v2)=9; q2-3=650 кДж/кг; |
|
|
75 |
P1=30 105 Па; t1=4000 C; |
|
|
|
P2=14 105 Па; P3=6 105 Па; |
|
|
76 |
P1=30 105 Па; t1=4500 C; |
|
|
|
P2=20 105 Па; P3=6 105 Па; |
|
|
77 |
P1=30 105 Па; t1=5500 C; |
|
|
|
P2=20 105 Па; P3=5 105 Па; |
|
|
|
|
|
|
23
№№ за- |
Исходные данные |
|
Характеристика процессов |
|
||
дания |
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-1 |
||
|
||||||
78 |
Р1 = 8 бар, |
dq = 0 |
T = const |
dq-0 |
v = const: |
|
|
v2 = 0,12 м3/кг, |
|
|
|
|
|
|
Р2= 20 бар, Р3 = 12 бар |
|
|
|
|
|
79 |
v1 = 0,08 м3/кг, |
v = const |
P = const |
v = const |
P = const |
|
|
Р1 = 12 бар, |
|
|
|
|
|
|
Р2 = 14 бар, t3 = 160°С |
|
|
|
|
|
80 |
v1 = 1,1 м3/кг, |
dq-0 |
P = const |
T = const |
v = const |
|
|
t1 = 80 oС, v1/v2= 14, |
(P2>P1) |
|
|
|
|
|
q2-3= 840 кДж/кг |
|
|
|
|
|
81 |
Р1 = 2 бар, |
dq = 0 |
v = const |
dq=0 |
P = const |
|
|
v1 = 0,45 м3/кг, |
(P2>P1) |
|
|
|
|
|
Р3 = 12 бар, |
|
|
|
|
|
|
V2 = 0,14м3/кг |
|
|
|
|
|
82 |
Р1 = 8 бар, v1 = 0,12 |
dq=0 |
T = const |
dq=0 |
v = const |
|
|
м3/кг, Р2 = 20 бар, |
|
|
|
|
|
|
Р3 = 12 бар |
|
|
|
|
|
83 |
P1 = 35 бар, t1=210°C, |
P = const |
dq=0 |
P = const |
v = const |
|
|
t2=250°C, P3=25 бар |
(v2>v1) |
|
|
|
|
84 |
P1 = 1,2 бар, |
dq = 0 |
v = const |
dq=0 |
P = const |
|
|
v1 = 0,5 м3/кг, |
(P2>P1) |
|
|
|
|
|
t2 = 130°C, P3 = 40 бар |
|
|
|
|
|
85 |
P1 = 16ap, t1 = 50°C, |
T = const |
P = const |
T = const |
P = const |
|
|
P2 = 10 бар, |
|
|
|
|
|
|
t3= 200°C |
|
|
|
|
|
86 |
P1 = 15 бар, |
dq = 0 |
v = const |
dq=0 |
v = const |
|
|
T1 = 300K, v1/v2 = 16, |
(P2>P1) |
|
|
|
|
|
v3/v2 = 4 |
|
|
|
|
|
87 |
P1 = 1 бар, t1 = 27°C, |
T = const |
v = const |
T = const |
v = const |
|
|
P2 = 8 бар, |
|
|
|
|
|
|
q2-3 = 620 кДж/кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
88 |
P1 = 12 бар, t1 = 100°C, |
T = const |
P = const |
T = const |
P = const |
|
|
P2 = 30 бар, t3 = 200°C |
|
|
|
|
|
24
№№ зада- |
Исходные данные |
Схема цикла |
ния |
|
|
|
|
|
89 |
P1=50 105 Па; v2=0,12 м3/кг; |
|
|
P3=5 105 Па; t4=-350 C; |
|
90 |
P1=60 105 Па; v2=0,14 м3/кг; |
|
|
P3=5 105 Па; t4=200 C; |
|
91 |
P1=40 105 Па; v2=0,12 м3/кг; |
|
|
P3=4 105 Па; t4=100 C; |
|
92 |
P1=3,5 105 Па; v1=0,25 м3/кг; |
|
|
P2=20 105 Па; t3=3000 C; |
|
93 |
P1=2,5 105 Па; v1=0,4 м3/кг; |
|
|
P2=15 105 Па; t3=2700 C; |
|
94 |
P1=4 105 Па; v1=0,3 м3/кг; |
|
|
P2=25 105 Па; t3=4500 C; |
|
|
|
|
95 |
P1=13 105 Па; t1=3000 C; |
|
|
t3=170 C; P3=1 105 Па; |
|
96 |
P1=17 105 Па; t1=3500 C; |
|
|
t3=300 C; P3=2 105 Па; |
|
97 |
P1=10 105 Па; t1=3000 C; |
|
|
t3=200 C; P3=1,5 105 Па; |
|
98 |
P1=2 105 Па; v1=0,45 м3/кг; |
|
|
P3=12 105 Па; v2=0,14 м3/кг; |
|
99 |
P1=2 105 Па; v1=0,45 м3/кг; |
|
|
P3=15 105 Па; v2=0,14 м3/кг; |
|
100 |
P1=1 105 Па; v1=0,6 м3/кг; |
|
|
P3=10 105 Па; v2=0,15 м3/кг; |
|
Примечание. Построение цикла в P-v и T-S координатах выполнять в масштабе на листах в формате А3 и А4 (можно использовать миллиметровую бумагу, тех же масштабов). Кривые строить по промежуточным точкам. Расчет промежуточных точек привести в пояснительной записке.
25
Результаты расчета свести в таблицы 4 и 5:
Параметры в точках
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
Точки |
|
|
Параметры |
|
|
||
|
P, |
v, |
T, |
t, |
u, |
h, |
S, |
|
105 Па |
м3/кг |
0K |
0C |
кДж/ |
кДж/кг |
кДж/кг |
1
2
3
4
Изменения параметров в процессах
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
Параметры |
|
|
Процессы |
|
|
|
|
|
W |
∆u |
∆h |
q |
∆S |
|
|
кДж/кг |
кДж/кг |
кДж/кг |
кДж/кг |
кДж/кг |
1-2
2-3
3-4
4-1
Сумма
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ РАСЧЕТА КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1. Задача 1
Дано: v=1,2 м3/кг; t=800 С; ε=(v1 /v2)=5;
q2-3=838 кДж/кг;
26
Решение:
1. Определение параметров состояния в крайних точках цикла.
Точка 1. v1=1,2 м3/кг;
t=800 С=353 К;
=8,45104 Па;
h1=cр Т1=1,006353=354,7 кДж/кг; u1=cv T1=0,719353=251 кДж/кг;
S1=cр ln |
|
|
|
– Rln |
|
|
=1,0062,3 lg |
|
|
– 0,2872,3lg |
|
= 0,81 |
|
. |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Точка 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
v1= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м3/кг; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
p2= |
|
|
|
p1= |
|
|
|
|
8,45 4=4,22 |
|
105 Па; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
T2 = T1=353 К; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
h2=cр Т2=1,006353=354,7 кДж/кг; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
u2=cv T2=0,719353=251 кДж/кг; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
S2=cр ln |
|
|
|
– R |
ln |
|
= 1,006 |
lg |
|
– 0,287 |
lg |
|
= |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
= – 0,151 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Точка 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
v3=v2=0,24 м3/кг; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
q2-3=cv (T3-T2); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Т3=Т2+ |
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
+353=1528 К; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
P3= |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 18105 Па; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
h3 = cр Т3=1,0061528= 1535 кДж/кг; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
|
|
|
|
|
|
|||
S3=Cр ln
– Rln 
= 1,0062,3lg 
– 0,2872,3 lg 
= 0,904 
.
Точка 4.
Т4=Т3= 1528 К; v4=v3=1,2 м3/кг;
p4= |
R T4 |
= |
|
=36,5 104 Па; |
|
|
|||||
|
|||||
|
v |
|
|
||
4 |
|
|
|
||
h4=cР T4= 1,006 1528=1535 кДж/кг; u4=Cv T4=0,719 1528= 1088 кДж/кг;
S4=cр ln 
=1,005 2,3 lg
– 0,287 2,3 lg
= 1,365 
.
2. Построение цикла в pv- и Tsкоординатах.
Процессы, изображаемые в pv- и Tsкоординатах кривыми линиями, необходимо проводить как минимум по трем точкам.
Для нахождения параметров промежуточных точек в начале произвольно задаются одним параметром, но так, чтобы значения этого параметра находилось между его значениями в крайних точках процесса. Второй параметр определяется из уравнения, характеризующего данный процесс, составленного для одной из крайних точек процесса и для промежуточной точки.
Процесс 1-2: точка `а`. Принимает Ра=2,5105 Па.
По уравнениям изотермы для точек `а` и 1: pa va=p1 v1=RT1;
va= 
= 
= 0,4 м3/кг;
Процесс 3-4: точка `б`. Принимаем Рб=10105 Па: vб= 
= 
= 0,438 м3/кг;
Процесс 2-3: точка `в`. Принимает Тв=10000 К:
; Рв= |
|
= |
|
=11,95105 Па; |
|
|
28
|
|
|
|
|
Sв=cр 2,3lg |
= 1,0052,3lg – 0,2872,3 lg |
= |
||
0,6 
.
Процесс 4-1: точка `г`. Принимает Тг=10000 К:
pг= |
|
= |
|
105= 2,4105 Па; |
|
|
Sг=cр 2,3lg
- R2,3 lg
=1,0052,3lg 
– 0,2872,3lg 
= 1,05 
.
Графики цикла представлены на рис. 1 и 2.
Рис. 1. Цикл в p-v координатах. Рис. 2. Цикл в T-S координатах.
1. Определение работы, количества подведенной или отведенной теплоты, изменение энергии, энтальпии и энтропии для каждого процесса цикла.
Процесс 1-2 (изотермический).
29
q1-2=RT1 ln(р1/р2) = 0,2873532,3lg 
= –165 кДж/кг (теплота отво-
дится);
W1-2=q1-2= –163 кДж/кг;h1-2=cр (Т2-Т1)=0;u1-2=cv (T2-T1)=0;
S1-2=Rln(р1/р2) =0,2872,3lg 
= -0,461 
.
Процесс 2-3 (изохорический). W2-3=0;
q2-3=cv(T3-T2) = 0,712(1528-353) = 836 кДж/кг (тепло подводится);u2-3=q2-3=836 кДж/кг;
h2-3=ср (Т3-Т2)=1,005(1528-353)= 1181 кДж/кг;
S2-3=cv ln(Т3/Т2) = 0,712 ∙2,3lg 
= 1,05 
.
Процесс 3-4 (изотермический).
q3-4=RT3 ln(р3/р4)=0,28715282,3lg
= 696 кДж/кг (теплота подво-
дится);
W3-4=q3-4= 969 кДж/кг;h3-4=ср (Т4-Т3)=0;u3-4=сv (T4-T3)=0;
S3-4=Rln(р3/р4) =0,287∙2,3lg
= 0,456 
.
Процесс 4-1 (изохорический).
W 4-1=0; q4-1=Cv(T1-T4) = 0,712(353-1528) = -836 кДж/кг;u4-1=q4-1= -836 кДж/кг;
h4-1=ср (Т1-Т4)=1,005(353-1528)= - 1181кДж/кг;
S4-1=сv ln(Т1/Т4) =0,7122,3lg
= -1,05 
.
Данные вычисления сводятся в таблицы.4 и 5
30