Создан заказ №3538523
11 января 2019
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1 Рассчитать термодинамический цикл поршневого ДВС (рис 1) если рабочим телом является смесь идеальных газов
Как заказчик описал требования к работе:
Выполнить КР номер 1, вариант 8
Работа в печатном виде в Word
Фрагмент выполненной работы:
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
Рассчитать термодинамический цикл поршневого ДВС (рис. 1) если рабочим телом является смесь идеальных газов, заданных массовыми долями (табл. П1.2). Температура t1, давление р1 рабочего тела на входе в ДВС, Показатель политропы в процессе сжатия (1-2) n1, в процессе расширения n2,
Кроме того, заданы степень сжатия ε = v1/v2, степень повышения давления λ = p3/p2 и степень предварительного расширения ρ = v4/v3, которые представлены в табл. (работа была выполнена специалистами Автор 24) П1.1.
Определить:
1. Параметры и функции состояния в характерных точках цикла: p, v, T, t, u, h, s.
2. Изменений функций состояния ∆u, ∆h, ∆s, термодинамическую l и потенциальную w работу, а также теплообмен q во всех процессах цикла.
3. Работу цикла lц, его термический коэффициент полезного действия ηt, и КПД цикла Карно ηкt, осуществляемый в том же интервале температур.
Результаты расчетов занести в таблицы.
Изобразить цикл в координатах p−v и T−S.
Рис. 1. Цикл ДВС со смешанным подводом тепла. .
Исходные данные:
Таблица П1.1. Характеристики циклов ДВС
Вариант 𝛆 λ ρ Т1, К p1, МПа №
смеси n1 n2
8 21 1.75 1.6 315 0.31 8 1.39 1.37
Таблица П1.2. Характеристики рабочего тела в ДВС
Номер смеси Массовые концентрации компонентов mi
N2 CO CO2 Н2
8 0.5 0.2 0.2 0.1
Решение:
1. Рассчитываем характеристики рабочего тела.
Среднюю молекулярную массу газовой смеси ищем по формуле:
μсм=1i=1nmiμi=1m1μ1+m2μ2+m3μ3+m4μ4 (1)
где mi-массовая доля i – го компонента смеси;
μi-молекулярная масса i – го компонента смеси.
Газовую постоянную R смеси ищем по формуле:
R=8314μсм (2)
Из Таблицы П1.3. Методических указаний к контрольным работам выписываем характеристики компонент заданной смеси.
Таблица П1.3. Молекулярная масса компонентов смеси.
Номер компонента, i N2 CO CO2 Н2
Молекулярная масса, μ 28.016 28.01 44,01 2
Молекулярная масса смеси по (1):
μсм =
1 = 12,57 кг/кмоль
0,5 + 0,2 + 0,2 + 0,1
28,016
28,01
44
2
Газовая постоянная смеси по (2):
R = 8314 = 661 Дж/(кг·К)
12,57
Определим теплоемкости компонентов смеси при температуре t1, соответствующей началу процесса сжатия. Используем табличные данные (приложение, таблица П1.4.) по изобарным теплоемкостям идеальных газов.
Температура начала процесса сжатия:
t1 = 315 К = 42 ℃
В справочных таблицах нет значения теплоемкости, соответствующей точно этой температуре. Для ее нахождения используем правило интерполирования.
Сpt=Сp0℃+Сp100℃-Сp0℃t100 (3)
Таблица П1.4
Газ N2 СO CO2 H2
Сpm, кДж/(кг·К) 0℃ 100℃ 0℃ 100℃ 0℃ 100℃ 0℃ 100℃
1039 1040 1040 1042 815 856 14195 14353
Для первого компонента:
Сp1 = 1039 + ( 1040 − 1039 )∙ 315 = 1042,2 кДж/(кг·К)
100
Для 2-го компонента:
Сp2 = 1040 + ( 1042 − 1040 )∙ 315 = 1046,3 кДж/(кг·К)
100
Для 3-го компонента:
Сp3 = 815 + ( 856 − 815 )∙ 315 = 944,2 кДж/(кг·К)
100
Для 4-го компонента:
Сp4 = 14195 + ( 14353 − 14195 )∙ 315 = 14692,7 кДж/(кг·К)
100
Изобарную теплоемкость смеси ищем по формуле:
Сpm см=i=1nmiCpmi
где mi-массовая доля i – го компонента смеси;
Cpi-массовая изобарная теплоемкость компонента смеси, Дж/(кг∙К).
Ср = 0,50 · 1042 + 0,20 · 1046 + 0,20 · 944 + 0,10 ∙ 14693 = 2388 Дж/(кг∙К)
Средняя удельная изохорная теплоёмкость смеси по формуле Майера:
Cv=Cp-R
Сv = 2388 − 661 = 1727 Дж/( кг· К)
Показатель адиабаты:
k= CpCv
k = 2388 = 1,38
1727
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 = 315 K
Давление:
p1 = 0,31 МПа
Удельный объем газа по (4):
υ1 = 661 · 315 = 0,672 м3/кг
0,31 ·103
Внутренняя энергия по (5):
u1 = 1727 ∙ 315 = 544 кДж/кг
Энтальпия по (6):
h1 = 2388 ∙ 315 = 752 кДж/кг
Энтропия по (7).
s1 = 2388 ·ℓn 315 – 661 ·ℓn 0,31 = -406,1 Дж/(кг·К)
273
0,1
Точка 2. Процесс 1-2 политропный.
Удельный объем:
v2=v1ε (3)
υ2 = 0,672 = 0,032 м3/кг
21
Давление:
р2=р1∙εn1 (4)
p2 = 0,31 · 21 1,39 = 21,34 MПа
Температура:
T2=T1∙εn1-1 (5)
T2 = 315 · 21 0,39 = 1033 К
Внутренняя энергия по (5):
u2 = 1727 ∙ 1033 = 1783 кДж/кг
Энтальпия по (6):
h2 = 2388 ∙ 1033 = 2466 кДж/кг
Энтропия по (7).
s2 = 2388 ·ℓn 1033 – 661 ·ℓn 21,34 = -368,0 Дж/(кг·К)
273
0,1
Точка 3...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
12 января 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
Рассчитать термодинамический цикл поршневого ДВС (рис 1) если рабочим телом является смесь идеальных газов.docx
2019-10-14 21:37
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Работа выполнена в срок, преподавателем принята с первого раза. Большое спасибо!!!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
