- •Розрахунковий варіант
- •Робоче завдання
- •Робоче тіло – ідеальний газ.
- •Маса ідеального газу.
- •Визначення параметрів стану в початковій точці циклу
- •Визначимо основні параметри станів по графікам процесів
- •Визначимо параметри стану в точці 2
- •Визначимо параметри стану в точці 3
- •Визначимо параметри стану в точці 4
- •Визначимо параметри стану в точці 5
- •Зображення циклу ідеального газу pv- I Ts- діаграмах
- •Розрахунок процесів, що входять до циклу
- •Процес 1-2
- •Процес 2-3
- •Процес 3-4
- •Процес 4-5
- •Процес 5-1
- •Розрахунок циклу за іі законом термодинаміки
- •Маса водяної пари
- •Параметри стану водяної пари у початковій точці 1
- •Параметри водяної пари в точці 2
- •Параметри водяної пари в точці 3
- •Параметри водяної пари в точці 4
- •Параметри водяної пари в точці 5
- •Розрахунок процесів водяної пари
- •Процес 1-2
- •Процес 2-3
- •Процес 3-4
- •Процес 4-5
- •Процес 5-1
- •Аналіз циклу водяної пари за іі законом термодинаміки
- •Ексергетична оцінка
-
Визначимо основні параметри станів по графікам процесів
5-4 процес ізобарний:
Оскільки p4=p1/12,5=1,2·105 (Па)
3-4 процес ізохорний:
V3 = 15 м3 ⇒ V4=V3= 15 м3
1-2 адіабатний:
(К)
(м3/кг)
2-3 ізотерма:
Т2=Т3=714,77 К
p3V3=mRT3 ⇒p3= (mRT3)/V3=11,5188,95714,77/15 (Па)
3-4 ізохорний:
(К)
1-5 ізотерма:
Т1 = Т5 = 483 (К)
5-4 ізобара:
(м3)
-
Визначимо параметри стану в точці 2
Оскільки всі основні параметри для знаходження параметрів стану в точці 2 ми знайшли в пп. 1.1.3., тобто v2=0,014 м3/кг, T2=714,77 K, p2= 90·105 Па.
Аналогічно розрахункам в точці 1 знайдемо питому внутрішню енергію, ентальпію, ентропію та ексергію в точці 2:
u2=Cv·T2 = 0,663·714,77 = 474,32 (кДж/кг)
S2=Cp·ln(T2/Тн.у.) - R·ln(P2/Pн.у.) = 0,852·ln(714,77/273) – 0,188 ·ln(90/1.013) = -0,027 (кДж/(кг ·К))
h2=Cp·T2 = 0,852·714,77 = 608,98 (кДж/кг)
e2 = (h2-h0) – T0·(S2-S0) = (608,98– 255,6) - 300·(-0,027-0,08) = 385,48 (кДж/кг)
Перевіримо одержані результати за рівнянням стану:
R= (Дж/(кг ·К))
Значення основних параметрів та функцій стану точки 2 запишемо в табл.1.
-
Визначимо параметри стану в точці 3
Оскільки нам дано, що V3 = 4.2 м3 , то всі інші параметри необхідні для знаходження параметрів стану в точці 3 ми знайшли в пп. 1.1.3., тобто T3=1344 K, p3= Па.
Питомий об’єм СО можна знайти, якщо поділити об’єм ідеального газу в точці 3 на масу робочого тіла:
v3 = (м3/кг)
Обчислимо функції стану в точці 3 і значення всіх параметрів стану цієї точки запишемо в табл.1 :
u3=Cv·T3 = 0,663·714,77 = 474,32 (кДж/кг)
S3=Cp·ln(T3/Тн.у.) - R·ln(P3/Pн.у.) = 0,852·ln(714/273) – 0,188 ·ln(1,035/1.013) = 0.518 (кДж/(кг ·К))
h3=Cp·T3 = 0,852 ·714,77 = 608,98 (кДж/кг)
e3 = (h3-h0) – T0·(S3-S0) = (608,98 – 255,6) - 300·(0,8159-0,08) = 132,61 (кДж/кг)
Перевіримо одержані результати за рівнянням стану:
R= (Дж/(кг ·К))
-
Визначимо параметри стану в точці 4
Оскільки всі основні параметри для знаходження параметрів стану в точці 4 ми знайшли в пп. 1.1.3., тобто V4 = 15 м3, T4=828,71 K, p4= 1,2·105 Па.
v4 = (м3/кг)
Знайдемо питому внутрішню енергію, ентальпію, ентропію та ексергію в точці 4:
u4=Cv·T4 = 0,663·828,71 = 549,93 (кДж/кг)
S4=Cp·ln(T4/Тн.у.) - R·ln(P4/Pн.у.) = 0,852·ln(828,71/273) – 0,188·ln(1,2/1.013) = 0,914 (кДж/(кг ·К))
h4=Cp·T4 = 0,852·828,71 = 706,06 (кДж/кг)
e4 = (h4-h0) – T0·(S4-S0) = (706,06 – 255,6) - 300·(0,914-0,08) = 200,26 (кДж/кг)
Перевіримо одержані результати за рівнянням стану:
R= (Дж/(кг ·К))
Значення основних параметрів та функцій стану точки 4 запишемо в табл.1.
-
Визначимо параметри стану в точці 5
Оскільки всі основні параметри для знаходження параметрів стану в точці 5 ми знайшли в пп. 1.1.3., тобто V5 = 8,74 м3, T5=483 K, p5=1,2·105 Па.
v5 = (м3/кг)
Знайдемо питому внутрішню енергію, ентальпію, ентропію та ексергію в точці 5:
u5=Cv·T5 = 0,663·483 = 320,229 (кДж/кг)
S5=Cp·ln(T5/Тн.у.) - R·ln(P5/Pн.у.) = 0,852·ln(483/273) – 0,188 ·ln(1,2/1.013) = 0,4541 (кДж/(кг ·К))
h5=Cp·T5 = 0,852·483 = 411,516 (кДж/кг)
e5 = (h5-h0) – T0·(S5-S0) = (411,516 – 255,6) - 300·(0,4541-0,08) = 43,791 (кДж/кг)
Перевіримо одержані результати за рівнянням стану:
R= (Дж/(кг ·К))
Таким чином табл.1 повністю записана результатами розрахунків. Треба тільки відзначити, що для кожної точки циклу виконується добуток і його значення порівнюється з питомою газовою сталою R= (Дж/(кг·К)). Якщо розбіжність менше двох відсотків, то обчислення виконане рівно.