Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Декабря 2013 в 15:21, курсовая работа
По id диаграмме влажного воздуха, мы видим, что вместимость воздуха различна при разных температурах. Чем выше температура воздуха, тем больше пара он может в себя вместить, чем ниже температура, тем меньше он может в себя вместить. Если резко уменьшить температуру вместимость уменьшится, а излишек начнёт превращаться в жидкость.
1. Расчет газового цикла………………………………………………………………………………………….3
2. Построение Тs–диаграммы водяного пара………………..…………………………………......7
3. Построение is– диаграммы водяного пара……………...……………………………………....10
4. Построение на Тs–диаграмме воздуха линий =const и р=const…………………….14
5. Определение параметров влажного воздуха……………………………………………….....18
6. Построение id –диаграммы влажного воздуха………………………………………………...24
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»
Физико-технический институт
Кафедра теплофизики и теплоэнергетики
К У Р С О В А Я Р А Б О ТА
по дисциплине
«Техническая термодинамика»
Вариант № 18
1.
Расчет газового цикла………………………
2.
Построение Тs–диаграммы водяного пара………………..………………………………….....
3.
Построение is– диаграммы водяного пара……………...……………………………………....
4. Построение на Тs–диаграмме воздуха линий u=const и р=const…………………….14
5.
Определение параметров
6. Построение id –диаграммы влажного воздуха………………………………………………...24
На основе параметров отдельных точек (цикл дан в p-u координатах) необходимо вычислить неизвестные параметры состояния по характеристическому уравнению состояния для 1 кг заданного газа:
p×u = R×T, (1.1)
где р – давление, Па; u – удельный объем, м3/кг; R – газовая постоянная, Дж/(кг×К); Т – абсолютная температура, К.
Газовая постоянная определяется по формуле:
R = 8,314/m, (1.2)
где m – молекулярная масса газа, кг/моль.
Для политропических процессов показатель политропы п можно вычислить по формуле (например, для процесса 1-2)
. (1.3)
Удельные значения внутренней энергии и энтальпии определяются по выражениям:
u = cv ×t, i = cp ×t, (1.4)
где cv = R/(k-1) – изохорная удельная теплоемкость, кДж/(кг×К); cр = k×R/(k-1) – изобарная удельная теплоемкость газа, кДж/(кг×К). Значения показателя адиабаты k принять равными: для одноатомного газа – 1,67; для двухатомного газа – 1,41; для трехатомного и многоатомных газов – 1,33.
Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.1.
Точки процессов |
р, МПа |
Т, К |
u, м3/кг |
u, кДж/кг |
i, кДж/кг |
1 |
0,4 |
500 |
5,196 |
5070 |
7148 |
2 |
1,7 |
698,205 |
1,707 |
7079 |
9982 |
3 |
1,7 |
204,474 |
0,5 |
2073 |
2923 |
4 |
0,4 |
146,429 |
1,522 |
1485 |
2093 |
Изменения удельной внутренней энергии и удельной энтальпии для каждого процесса, входящего в цикл, определяются по формулам (например, для процесса 1-2):
Du1-2 = u2 – u1, Di1-2 = i2 – i1, (1.5)
где значения u и i берутся из таблицы 1.1.
Для всех процессов изменение удельной энтропии Ds, удельную работу изменения объема газа l, удельное количество теплоты q, показатель политропы п, теплоемкость политропного процесса с определяют по известным формулам, данным в литературных источниках.
Доля тепла расходуемого в рассматриваемом процессе на изменение внутренней энергии газа и работу изменения объема определяется по формулам:
a = Du / q, b = l / q = 1 – a. (1.6)
Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.2.
Таблица 1.2. Характеристики термодинамических процессов.
Процесы |
n |
с, кДж/(кг×К) |
Du, кДж/кг |
Di, кДж/кг |
Ds, кДж/(кг×К) |
q, кДж/кг |
l, кДж/кг |
a |
b |
1-2 |
1.3 |
-3,718 |
2010 |
2834 |
-1,241 |
-736,9 |
-2746 |
-2.727 |
3.727 |
2-3 |
0 |
14,3 |
-5006 |
-7058 |
-17560 |
-7058 |
-2052 |
0.709 |
0.291 |
3-4 |
1.3 |
-3,718 |
-588,5 |
-829,8 |
1241 |
215,8 |
804,3 |
-2.727 |
3.727 |
4-1 |
0 |
14,3 |
3585 |
5055 |
17,560 |
5055 |
1470 |
0.709 |
0.291 |
По графику видно, что это, скорее всего пароэжекторная холодильная установка, с невысоким холодильным эффектом, поэтому они в промышленности применяются редко.
2. ПОСТРОЕНИЕ T-s ДИАГРАММЫ ВОДЯНОГО ПАРА
2.1. Построение нижней пограничной кривой
Удельная энтропия жидкости для заданного диапазона температур определяется по формуле
s / = ср×ln(Тн/273), (2.1)
где ср = 4,19 кДж/(кг×К) – удельная теплоемкость воды при постоянном давлении; Тн – температура насыщения (кипения) при разных давлениях. Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.1.
Таблица 2.1. Исходные данные для построения нижней пограничной кривой
Tн, К |
s /, кДж/(кг×К) |
443 |
2.028 |
493 |
2.476 |
543 |
2.881 |
593 |
3.25 |
643 |
3.589 |
2.2. Построение верхней пограничной кривой
Удельная энтропия сухого насыщенного пара находится по формуле
s// = s / + (r / Тн). (2.2)
Удельную
теплоту парообразования
r = ср×(A + B×tн), (2.3)
где А = 608,5; В = -0,695.
Полученные данные сводятся в таблицу 2.2.
Таблица 2.2. Исходные данные для построения верхней пограничной кривой
Тн, К |
r, кДж/кг |
s /, кДж/(кг×К) |
r / Тн |
s //, кДж/(кг×К) |
443 |
2055 |
2.028 |
4.638 |
6.666 |
493 |
1909 |
2.476 |
3.872 |
6.349 |
543 |
1763 |
2.881 |
3.247 |
6.129 |
593 |
1618 |
3.25 |
2.728 |
5.978 |
643 |
1472 |
3.589 |
2.29 |
5.879 |
2.3. Построение линий характеризующих влажный пар
Удельная энтропия влажного пара определяется по формуле
sх = s / + (r×х / Тн), (2.4)
где х – степень сухости.
Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.3.
Таблица 2.3. Исходные данные для построения линий характеризующих влажный пар
Тн, К |
r / Тн |
sх, кДж/(кг×К) |
s /, кДж/(кг×К) | |||
х1 = 0,8 |
х2 = 0,6 |
х3 = 0,4 |
х4 = 0,2 | |||
443 |
4.638 |
5.739 |
4.811 |
3.884 |
2.956 |
2.028 |
493 |
3.872 |
5.574 |
4.8 |
4.025 |
3.251 |
2.476 |
543 |
3.247 |
5.479 |
4.83 |
4.18 |
3.531 |
2.881 |
593 |
2.728 |
5.433 |
4.887 |
4.342 |
3.796 |
3.25 |
643 |
2.29 |
5.421 |
4.963 |
4.505 |
4.047 |
3.589 |