Контрольная работа по «Теплотехнике»

 

Формулировка 1 задачи для РГР по дисциплине  «теплотехника», раздел «технический термодинамика», 3 курс АТС

Цикл образован 4-мя политропными процессами. Параметры процессов приведены в таблице вариантов заданий для РГР (задача по «технической термодинамике»).

Выполнить:

1. Расчёт параметров в характерных точках цикла.
2. Расчёт показателя политропы и теплоёмкости процесса 4-1.
3. Расчёт подведённой (или отведённой) теплоты, изменения внутренней энергии и энтальпии, механической и располагаемой работы, изменения энтропии для процессов цикла.
4. Расчёт подведённой и отведённой теплоты в цикле, полезной работы и термодинамического КПД цикла.
5. Изобразить цикл в p-v-координатах с соблюдением масштаба на формате А4, используя пакет Excel (функция построения графиков) или графический редактор AutoCAD, КОМПАС.

Примечание.

При оформлении работы рекомендуется использовать СТО УГАТУ 016- 2007. Допускается: 1) не использовать редактор формул, заменяя печатные формулы вписанными аккуратно от руки чёрной гелевой ручкой; 2) не использовать графические пакеты для построения диаграмм, заменяя компьютерное изображение ручным рисунком, выполненным на плотной бумаге формата А4 (разрешатся использовать миллиметровку) в масштабе с окончательной обводкой гелиевой ручкой.

 

Данные:

 

Процесс 1-2

Процесс 2-3

Процесс 3-4

Процесс 4-1

Рабочее тело

Тип цикла

Параметры начальной точки

Свойства процесса

Параметры начальной точки

Свойства процесса

Параметры начальной точки

Свойства процесса

Параметры начальной точки

Свойства процесса

P1,Па

V1,м3/кг

T1,К

n

C

P2,Па

V2,м3/кг

T2,К

n

С

P3,Па

V3,м3/кг

T3,К

n

c

P4,Па

V4,м3/кг

T4,К

n

C

СО2

s-v-p-n

-

8,0

313

k

0

-

-

570

∞

cv

-

-

1250

0

Cp

-

-

1900

-

-

 

 

Свойства углекислого газа:

      k = 1,29   (показатель адиабаты, зависит от атомности газов, СО2- 3х атомный)

1) Рассчитывая параметры в характерных точках цикла будем использовать основное уравнение термодинамики:

Точка 1)

Точка 2)

 

 

 Точка 3)

Точка 4)

2) Рассчитаем показатель политропы n и теплоемкости C, используя уравнение Майера:

 

Показатель политропы так же рассчитывается по формуле:

3) Произведем расчет теплоты q, изменения внутренней энергии ΔU и энтальпии Δi, механической работы l и располагаемой работы l0, изменения энтропии ΔS  в зависимости от свойств протекающего процесса

Цикл 1-2 ) Адиабатический

  (т.к. при адиабатном процессе С=0 )

Проверка I-го начала термодинамики:

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

, так как процесс адиабатический

Цикл 2-3 ) Изохорный

Проверка I-го начала термодинамики:

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

Цикл 3-4 ) Изобарный

 

Проверка I-го начала термодинамики:

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

Цикл 4-1 ) Политропный

Проверка I-го начала термодинамики:

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

Произведем проверку полученных величин. Поскольку процесс замкнутый то суммы изменении внутренней энергии ΔU, суммы изменении энтальпии Δi и суммы изменении энтропии ΔS должны быть равны нулю.

4) Подведенная теплота процесса вычисляется по формуле:

Отведенная теплота процесса составит:

 Полезную работу цикла  рассчитаем по формуле:

Произведем проверку полученного значения полезной работы цикла, рассчитав l0 по формуле:

Погрешность составляет менее 0,000011338% , следовательно расчеты верны.

КПД термодинамического цикла найдем по формуле:

5)На основе полученных данных о процессе построим цикл в p-v-координатах: