Создан заказ №3533771
10 января 2019
Для идеального цикла ДВС со смешанным подводом теплоты определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках
Как заказчик описал требования к работе:
Оформить все графики в контрольной; 2. начертить схемы в соответствие со стандартами (можно в графическом редакторе на пк). Работу нужно сдавать в пятницу, поэтому 2 дня на выполнение максимум. Подробное задание прикрелено.
Фрагмент выполненной работы:
Для идеального цикла ДВС со смешанным подводом теплоты определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках, степень повышения давления λ, степень предварительного расширения ρ, количество подведенной и отведенной теплоты, работу и термический КПД цикла, если начальные параметры рабочего тела р1=0,12 МПа, t1=37 ℃, степень сжатия ε =12, максимальная температура цикла t4=1700 ℃, температура после адиабатного расширения t5=600 ℃.
Примечание:
а) в качестве рабочего тела принять воздух, массой 1 кг;
б) считать теплоёмкость воздуха постоянной
Ср=1,005 кДж/(кг·К)
СV=0,718 кДж/(кг·К)
Рисунок 1. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Схема цикла
Дано: р1=0,12 МПа=0,12·106 Па; t1=37 оС; ε=V1/V2=12; t4=1700 оС; t5=600 оС
Газовая постоянная для воздуха, R=287,2 Дж/(кг·К);
Молярная масса воздуха, М=28,9 г/моль=28,9·10-3 кг/моль.
Решение:
Часть 1.
Расчет параметров состояния рабочего тела в характерных точках цикла (точки 1,2,3,4, и 5 на схеме цикла).
Рассмотрим термодинамические процессы цикла:
1-2 – адиабатное сжатие,
2-3 – изохорный подвод теплоты,
3-4 – изобарный подвод теплоты,
4-5 – адиабатное расширение,
5-1 – изохорный отвод теплоты.
Рассчитаем степень предварительного расширения: ρ=v4v3
T5T4=v4v5k-1=v4v1k-1=ρεk-1
ρ=ε∙k-1T5T4
ρ=12∙1,4-1600+2731700+273=1,562785≈1,56
Рассчитаем степень повышения давления: λ=p3p2
T5=T1∙εk-1∙ρ∙λ∙ρk-1εk-1=T1∙λ∙ρk
λ=T5T1∙ρk
λ=600+273(37+273)∙1,561,4=1,511047≈1,51
Характеристики цикла:
Точка 1:
Начальный удельный объем V1 находим, воспользовавшись уравнением состояния для 1 кг идеального газа (уравнение Клапейрона):
р1·V1=R·T1, откуда получаем: V1=R·T1/p1
Подставим исходные данные и вычислим:
V1=287,2∙(37+273)0,12∙106=0,741933≈0,742 м3/кг
Размерность:
Джкг∙К∙КПа=Джкг∙Па=Н∙мкг∙Нм2=м3кг
Точка 2:
Процесс адиабатного сжатия 1-2 характеризует степень сжатия:
ε=V1V2, откуда V2=V1ε
V2=0,74212=0,061833≈0,062 м3/кг
Используя соотношения между параметрами состояния рабочего тела в начале и конце адиабатного процесса (pVk=const, где k - показатель адиабаты; где k=cp/cv=1,005/0,718=1,4 – показатель адиабаты воздуха):
p2p1=V1V2k;V2V1=p1p21k;T2T1=p2p1k-1k;T2T1=V1V2k-1
определим давление p2:
p2p1=V1V2k→p2=p1∙V1V2k
Подставим исходные и рассчитанные данные, получим:
p2=0,12∙106Па∙0,742 м3кг0,062 м3кг1,4=3876130 Па≈3,88∙106 Па=3,88 МПа
T2=p2∙V2R=3,88∙106∙0,062287,2=837,6045≈838 К
Размерность:
Па∙м3кгДжкг∙К=Па∙м3∙КДж=Нм2∙м3∙КН∙м=К
Точка 3:
V3=V2, т.к. процесс изохорный (V=const); V3=0,062 м3/кг
Степень повышения давления:
λ=p3p2, откуда p3=λ∙p2
p3=1,51∙3,88∙106 Па=5858800≈5,86∙106 Па=5,86МПа
T3=p3∙V3R=5,86∙106∙0,062287,2=1265,042≈1265 К
Точка 4:
p4=p3, т.к. процесс изобарный (p=const); p4=5,86 МПа
р4·V4=R·T4, откуда получаем: V4=R·T4/p4
Подставим числовые данные и вычислим:
V4=287,2∙(1700+273)5,86∙106=0,096697≈0,097 м3/кг
или
V4=ρ∙V3=1,56∙0,062 м3/кг=0,09672≈0,097 м3/кг
Tz=pz∙VzR=22,839∙106∙0,0589287,5=4679,016≈4679 К
Точка 5:
V5=V1, т.к. процесс изохорный (V=const); V5=0,742 м3/кг
p5=R∙T5V5=287,2∙8730,742=337905,1≈0,34∙106Па≈0,34 МПа
Результаты расчетов обобщим в таблице 1.
Таблица 1. Параметры характерных точек цикла
Характерные точки Параметры точек цикла
Давление
р, МПа Удельный объем
V, м3/кг Температура
Т, К Температура
t, ºC
1 0,12 0,742 310 37
2 3,88 0,062 838 565
3 5,86 0,062 1265 992
4 5,86 0,097 1973 1700
5 0,34 0,742 873 600
Часть 2
Процесс 1-2:
ΔU=Cv·(T2-T1)=0,718·(838-310)=379,104 кДж/кг
q=0
Δi=Cp·(T2-T1)=1,005·(838-310)=530,64 кДж/кг
l=(R·T1/(к-1))·(1-T2/T1)=(287,2·310/(1,4-1))·(1-838/310)=-379,1 кДж/кг
ΔS=0
процесс 2-3:
ΔU=Cv·(T3-T2)=0,718·(1265-838)=306,586 кДж/кг
q=ΔU=306,586 кДж/кг
Δi=Cp·(T3-T2)= 1,005·(1265-838)=429,135 кДж/кг
l=0
ΔS=Cv·ln(T3/T2)=0,718·ln(1265/838)=0,295679≈0,296 кДж/(кг·К)
Процесс 3-4:
ΔU=Cv·(T4-T3)=0,718·(1973-1265)=508,344 кДж/кг
q=Cp·(T4-T3)=1,005·(1973-1265)=711,54 кДж/кг
Δi=q=711,54 кДж/кг
l=p3·(V4-V3)=5,86·106·(0,097-0,062)=205,1 кДж/кг
ΔS=Cp·ln(T4/T3)=1,005·ln(1973/1265)=0,446706≈0,447 кДж/(кг·К)
Процесс 4-5:
ΔU=Cv·(T5-T4)=0,718·(873-1973)=-789,8 кДж/кг
q=0
Δi=Cp·(T5-T4)=1,005·(873-1973)=-1105,5 кДж/кг
l=(R·T4/(к-1))·(1-T5/T4)=(287,2·1973/(1,4-1))·(1-873/1973)=789800 Дж/кг=789,8 кДж/кг
ΔS=0
процесс 5-1:
ΔU=Cv·(T1-T5)=0,718·(310-873)=-404,234 кДж/кг
q=ΔU=-404,234 кДж/кг
Δi=Cp·(T1-T5)= 1,005·(310-873)=-565,815 кДж/кг
l=0
ΔS=Cv·ln(T1/T5)=0,718·ln(310/873)=-0,74339≈-0,743 кДж/(кг·К)
Результаты расчетов обобщим в таблице 2.
Таблица 2. Характеристики процессов цикла
процесс q, кДж/кг ΔU, кДж/кг Δi, кДж/кг l, кДж/кг ΔS, кДж/(кг·К)
1-2 0 379,104 530,64 -379,104 0
2-3 306,586 306,586 429,135 0 0,296
3-4 711,54 508,344 711,54 205,1 0,447
4-5 0 -789,8 -1105,5 789,8 0
5-1 -404,234 -404,234 -565,815 0 -0,743
∑ 613,9 0 0 615,8 0
Рассчитанные суммарные значения q и l согласуются в пределах 0,3 %. Это свидетельствует о точности выполненных расчетов...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
11 января 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Для идеального цикла ДВС со смешанным подводом теплоты определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках.docx
2019-01-14 15:48
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4
Положительно
Автор знает предмет.Но могут возникнуть трудности с последующей корректировкой работы ввиду нетерпимости автора,а затем капризами.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
