Создан заказ №2292515
30 сентября 2017
Рассчитать термодинамический цикл газотурбинной установки (ГТУ) с подводом теплоты при постоянном давлении
Как заказчик описал требования к работе:
вариант из таблицы 1.1 номер4
из таблицы 1.2 номер22
Фрагмент выполненной работы:
Рассчитать термодинамический цикл газотурбинной установки (ГТУ) с подводом теплоты при постоянном давлении, если рабочим телом является смесь идеальных газов.
Определить:
1. Характеристики рабочего тела.
2. Термодинамические параметры в характерных точках цикла: p, v, T.
3. Значение функций состояния в характерных точках цикла: u, h, s
4. Изменений функций состояния ∆u, ∆h, ∆s,
5. Термодинамическую и потенциальную работу, и теплообмен во всех процессах цикла.
6. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Работу цикла, его термический коэффициент полезного действия, и КПД цикла Карно, осуществляемый в том же интервале температур.
7. Изобразить цикл ГТУ, рассчитав несколько промежуточных точек в процессах цикла.
Исходные данные:
Таблица 1.1.
Вариант π ρ № Смеси Т1, К p1, МПа n1 G, кг/c
4 6.5 1.7 22 335 0.11 1.38 48
Таблица 1.2. Параметры смеси
Номер компонента, i 1 2 3 4
Газ O2 N2 CO Воздух
Массовая доля mi 0.10 0.10 0.40 0.40
Решение:
1. Рассчитываем xарактеристики рабочего тела.
Среднюю молекулярную массу газовой смеси ищем по формуле:
μсм=1i=1nmiμi=1m1μ1+m2μ2+m3μ3 (1)
где mi-массовая доля i – го компонента смеси;
μi-молекулярная масса i – го компонента смеси.
Газовую постоянную R смеси ищем по формуле:
R=8,31μсм (2)
Из Таблицы 1.3. Методических указаний к контрольным работам выписываем характеристики компонент заданной смеси.
Таблица 1.3. Молекулярная масса компонентов смеси.
Номер компонента, i 1 2 3 4
Молекулярная масса, μ 32 28.016 28.01 28.96
Молекулярная масса смеси по (1):
μсм =
1 = 28,75 кг/кмоль
0,1 + 0,1 + 0,4 + 0,4
32
28,016
28,01
28,96
Газовая постоянная смеси по (2):
R = 8314 = 289 Дж/(кг·К)
28,75
Определим теплоемкости компонентов смеси при температуре Т1, соответствующей началу процесса сжатия. Используем табличные данные (приложение А) по изобарным теплоемкостям идеальных газов.
Температура начала процесса сжатия:
Т1 = 335 К = 62 ℃
Таблица 1.4. Изобарная теплоемкость компонентов смеси.
Номер компонента, i 1 2 3 4
Изобарная теплоемкость Срm, Дж/(кг∙К) 920 1040 1041 1005
Изобарную теплоемкость смеси ищем по формуле:
Сpm см=i=1nmiCpmi (3)
где mi-массовая доля i – го компонента смеси;
Cpi-массовая изобарная теплоемкость компонента смеси, Дж/(кг∙К).
Ср = 0,1 · 920 + 0,1 · 1040 + 0,4 · 1041 + 0,4 ∙ 1005 = 1014 Дж/(кг∙К)
Средняя удельная изохорная теплоёмкость смеси по формуле Майера:
Cv=Cp-R
Сv = 1014 − 289 = 725 Дж/( кг· К)
Показатель адиабаты:
k= CpCv
k = 1014 = 1,4
725
2. Рассчитываем термодинамические параметры смеси в характерных точках цикла.
Считаем, что теплоемкость газа остается неизменной во всех точках термодинамического процесса.
Удельный объем газа v1 вычисляем на основании уравнения состояния идеального газа:
vi=RTipi (4)
где R − газовая постоянная, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К;
pi-давление газа в точке i, Па.
Внутреннюю энергию газа вычисляем по формуле:
ui=Cv∙Тi (5)
где Cv-теплоемкость при постоянном объеме, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К.
Энтальпию газа вычисляем по формуле:
hi=Cp∙Тi (6)
где Cv-теплоемкость при постоянном объеме, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К.
Энтропию газа вычисляем по формуле:
Si=Cp∙lnТiТ0-R∙lnpip0 (7)
где Cp-теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг·К);
Т0 = 273 K – абсолютная температура, при которой энтропия равна нулю;
р0 = 0,1 МПа (1 бар) – давление газа, при котором энтропия равна нулю;
R − газовая постоянная, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К;
pi-давление газа в точке i, Па.
2.1. Находим параметры газа в начальном состоянии.
Температура:
Т1 = 62 ℃ = 335 K
Давление:
p1 = 0,11 МПа
Удельный объем газа по (1):
υ1 = 289 · 335 = 0,88 м3/кг
0,11 ·103
Внутренняя энергия по (2):
u1 = 725 ∙ 335 = 243 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h1 = 1014 ∙ 335 = 340 кДж/кг
Энтропия по (4).
s1 = 1014 ·ℓn 335 – 289 ·ℓn 0,11 = 180,0 Дж/(кг·К)
273
0,1
Точка 2. Процесс 1-2 политропный.
Давление:
р2=р1∙π
p2 = 0,11 · 6,5 = 0,72 MПа
Удельный объем по соотношению для политропного процесса:
v2=v1π1/n
υ2 = 0,88 = 0,227 м3/кг
6,5 0,72
Температура по соотношению для политропного процесса:
T2=T1∙π(n-1)/n
T2 = 335 · 6,5 0,28 = 561 К
Внутренняя энергия по (2):
u2 = 725 ∙ 561 = 407 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h2 = 1014 ∙ 561 = 569 кДж/кг
Энтропия по (4).
s2 = 1014 ·ℓn 561 – 289 ·ℓn 0,72 = 161,7 Дж/(кг·К)
273
0,1
Точка 3. Процесс 2-3 изобарный.
Давление (по определению изобарного процесса):
p3 = p2 = 0,72 MПа
Температура по соотношению для изобарного процесса:
T3=ρT2
Т3 = 1,7 ∙ 561 = 954 K
Удельный объем по соотношению для изобарного процесса:
υ3=ρυ2
υ3 = 1,7 ∙ 0,227 = 0,385 м3/кг
Внутренняя энергия по (2):
u3 = 725 ∙ 954 = 691 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h3 = 1014 ∙ 954 = 967 кДж/кг
Энтропия по (4).
s3 = 1014 ·ℓn 954 – 289 ·ℓn 0,72 = 699,7 Дж/(кг·К)
273
0,1
Точка 4...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
1 октября 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Рассчитать термодинамический цикл газотурбинной установки (ГТУ) с подводом теплоты при постоянном давлении.jpg
2020-04-18 23:17
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4.2
Положительно
Спасибо огромное автору, заказ делаю уже во второй раз, все качественно и раньше срока.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
