Создан заказ №2009607
1 мая 2017
Смесь состоящая из М1 киломолей азота и М2 киломолей кислорода с начальными параметрами р1 = 1 МПа и Т1 = 1000 К расширяется до давления р2
Как заказчик описал требования к работе:
Выбранный предмет не соответствует теме. По месту обсудим
Фрагмент выполненной работы:
Смесь, состоящая из М1 киломолей азота и М2 киломолей кислорода с начальными параметрами р1 = 1 МПа и Т1 = 1000 К расширяется до давления р2. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, ее массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения и теплоту, участвующую в процессе, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в pv- и Ts-диаграммах.
Вариант М1, кмоль М2, кмоль р1, МПа Т1, К р2, МПа n
55 0,6 0,4 1 1000 0,47 1,1
Решение:
1. Изобразим процессы расширения в координатах PV и TS.
рT 1-2 – изотермический n = 1
1 1-4 – адиабатный, n = k
р1 1-3 – политропный
T1
2р1 - const
р2 3 T11 2
4
T3 р2 - const
υ 3 4 S
υ 1 υ 3 υ 4 υ 2
а)б)
Рисунок 1. Процессы расширения газа в компрессор, а) рабочая диаграмма, б) тепловая диаграмма.
Процесс 1–2 – изотермический, конечное давление равно начальному. Адиабата идет круче изотермы (процесс 1–4), так как график изотермы описывается уравнением PV - const, а график политропы уравнением PVk - const, причем k >1. Политропа (линия 1–3) идет круче адиабаты в случае, если k < n.
Из справочника выписываем молярные массы азота и кислорода а также изобарные молярные теплоемкости при Т = 1000 К .
Кислород: μО2 = 0,032 кг/моль; СμО2 = 32.15 Дж/(моль∙К)
Азот: μN2 = 0,028 кг/моль; СμN2 = 30.45 Дж/(моль∙К)
Молярная масса смеси:
μ = ΣМi·μi = 0,6 · 0,032 + 0,4 · 0,028 = 0,03 кг/моль
Молярная теплоемкость:
Срμ = ΣМi·Сμi = 0,6 · 32,15 + 0,4 · 30,45 = 31,47 Дж/(моль∙К)
Массовая изобарная теплоемкость:
Ср = Срμ = 31,47 = 1035 Дж
μ
0,03
кг· К
Газовая постоянная смеси:
R = 8,314 = 8,314 = 273 Дж
μ
0,03
кг· К
Теплоемкость при постоянном объеме:
Сv = Сp − R = 1035 − 273 = 762 Дж/(кгК)
Показатель адиабаты
k = Ср = 1035 = 1,36
Сv
762
На основании полученных величин можно производить расчеты энергетических характеристик процессов расширения газовой смеси.
2. Рассчитываем термодинамические параметры процесса расширения. Считаем, что теплоемкость газа остается неизменной во всех точках термодинамического процесса. Рассчитываем термодинамические параметры воздуха в точках цикла, обозначенных на диаграммах PV и TS.
2.1. Начальное состояние газа.
Температура: Т1 = 727 ºC = 1000 K - из условий задачи
Давление: p1 = 1,0 МПа
- из условий задачи
Объем: υ1 = R·T1 = 273 · 1000 = 0,273 м3/кг
р1
1,0 ·106
Внутренняя энергия: u1 = Cv∙T1 = 762 ∙ 1000 = 762,0 кДж/кг
Энтальпия: h1 = Cp∙T1 = 1035 ∙ 1000 = 1035,0 кДж/кг
Считаем, что энтропией равной нулю обладает воздух при значении абсолютного давления Р0 = 105 Па (1 бар) и температурой Т0 = 273,15 K.
S1 = Сp·ℓn T1 – R·ℓn p1 = 1035 ·ℓn 1000 – 273 ·ℓn 1,0 = 715,1 Дж
T0
P0
273
0,1
кг·К
2.1. Процесс изотермического расширения.
Температура: T2 = T1 = 1000 К - по условию процесса
Давление: p2 = 0,47 MПа - по условию задачи
Объем: υ2 = R·T2 = 273 · 1000 = 0,581 м3/кг
р2
0,47 ·106
Внутренняя энергия и энтальпия остаются неизменными.
u1 = u2; h1 = h2;
Энтропия:
S2 = Сp·ℓn T2 – R·ℓn p2 = 1035 ·ℓn 1000 – 273 ·ℓn 0,47 = 921,2 Дж
T0
P0
273
0,1
кг·К
Термодинамическая работа процесса и количество теплоты:
ℓ1-2 = q1-2 = RT1·ln P1 = 273 · 1000 ·ln 1,0 = 206,1 кДж/кг
P2
0,47
Изменение внутренней энергии: ∆u1-2 = 0
Изменение энтальпии: ∆h1-2 = 0
Изменение энтропии:
∆s1-2 = s2 – s1 = 921,2 – 715,1 = 206,1 кДж/кг
2.2...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
2 мая 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Смесь состоящая из М1 киломолей азота и М2 киломолей кислорода с начальными параметрами р1 = 1 МПа и Т1 = 1000 К расширяется до давления р2.jpg
2017-05-05 17:12
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Огромное вам спасибо,работа выполнена раньше срока,результатом довольна!!!Отличный автор,рекомендую!!!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
