Создан заказ №805452
15 ноября 2015
Газовая трехкомпонентная смесь имеющая состав m1 m2 m3 (в кг) совершает в тепловом двигателе круговой процесс (цикл) по преобразованию теплоты в механическую работу
Как заказчик описал требования к работе:
Первая цифра задания 4; вторая цифра задания 5; третья цифра задания 5; четвертая цифра задания 0.
Фрагмент выполненной работы:
Газовая трехкомпонентная смесь, имеющая состав: m1, m2, m3, (в кг), совершает в тепловом двигателе круговой процесс (цикл) по преобразованию теплоты в механическую работу. Ряд значений параметров состояния смеси в отдельных точках цикла задан таблично (табл. 1, 2, 3, 4).
СОСТАВ ГАЗОВОЙ СМЕСИ Таблица 1
Первая цифра шифра задания Компоненты смеси m, кг
О2
N2 СО СО2
Воздух Н2О
4 - - 1 4 - 3
ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ (т.1 и т.5) Таблица 2
Вторая цифра шифра задания Р1, бар Т1, К Р5, бар Т5, К
5 2,5 300 - 935
ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ (т.2 и т.3) Таблица 3
Третья цифра шифра задания Р2, бар Т2, К Р3, бар Т3, К
5 - 520 11,7 610
ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ (т.4) Таблица 4
Четвертая цифра шифра задания Т4, °К V4
0 7 -
В цикле предполагается что процессы:
(2—3), (5—1) — изохорные;
(3—4) — изобарный;
(1—2), (4—5) — политропные;
Однако, при соответствующих значениях показателях политропы “n” (определяемое расчетом), в частном случае, эти процессы могут оказаться изотермическими или адиабатными.
Если по условиям варианта Р2 = Р3 или Р5 = Р1, то в цикле отсутствуют, соответственно, процессы (2—3), (5—1).
Требуется выполнить.
1. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Провести расчет газовой смеси:
определить состав газовой смеси в массовых долях;
определить удельную газовую постоянную смеси и состав смеси в объемных долях;
определить «кажущуюся» молекулярную массу смеси через массовые и объемные доли;
определить плотность и удельный объем смеси при нормальных физических условиях.
Провести расчет термодинамических процессов, составляющих термодинамический цикл:
определить параметры состояния газовой смеси (P, v, T) в характерных точках цикла и показатель политропы процессов, составляющих цикл;
определить процессные теплоемкости (Cp и Cv) газовой смеси и показатель адиабаты k;
определить изменение внутренней энергии u, энтальпии h, и энтропии s в процессах, составляющих цикл;
построить цикл в координатах P − v; T – s;
определить количество работы изменения объема l, совершаемой в каждом из процессов, составляющих цикл;
определить количество тепла q, подводимое (отводимое) в каждом из процессов, составляющих цикл.
Провести расчет термодинамического цикла в целом:
определить количество тепла q1 , подводимое в цикле;
определить количество тепла q2 , отводимое в цикле;
определить полезную работу lц и его термический кпд – ηt.
определить термический кпд цикла Карно (ηtк) в интервале температур цикла.
Решение:
Решение выполнено на основании вычислений
Молярная масса газа
Окись углерода µ1 = 12 + 16 = 28 кг/кмоль.
Двуокись углерода µ2 = 12 + 16*2 = 44 кг/кмоль;
Пары воды µ3 = 16 + 1 *2 = 18 кг/кмоль;
Определим массовый состав смеси
g1 = m1/(m1+m2+m3) = 1/(1+4+3) =0,125;
g2 = m2/(m1+m2+m3) = 4/(1+4+3) =0,5;
g3 = m3/(m1+m2+m3) = 3/(1+4+3) =0,375.
Вычислим газовые постоянные компонентов, используя значение универсальной газовой постоянной R = 8,314 кДж/(кмоль*К):
R1 = R/ µ1 = 8,314 / 28 = 0,2969 кДж/(кг*К);
R2 = R/ µ2 = 8,314 / 44 = 0,189 кДж/(кг*К);
R3 = R/ µ3 = 8,314 / 18 = 0,462 кДж/(кг*К).
Определим удельную газовую постоянную смеси
Rсм = R1*g1 + R2*g2 + R3*g3 =0,2969 *0,125+ 0,189*0,5
+ 0,462 *0,375.= 0.312 кДж/(кг*К).
0,044535 + 0,0945 + = 0,17325 0,26775 0,312285
Объемная доля, выраженная через массовую долю
r1 = (g1/µ1)/(g1/µ1+g2/µ2+g3/µ3) = (0,125/28)/ (0,125/28+0,5/ 44 +0,375 /18) =
0.126;
r2 = (g2/µ2)/(g1/µ1+g2/µ2+g3/µ3) = (0,5/ 44)/ (0,125/28+0,5/ 44 +0,375 /18) =
0.309;
r3 = (g3/µ3)/(g1/µ1+g2/µ2+g3/µ3) = (0,375 /18)/ (0,125/28+0,5/ 44 +0,375 /18) =
0.565.
Определим «кажущуюся» молекулярную массу смеси через массовые и объемные доли:
µсм = 1/(g1/µ1+g2/µ2+g3/µ3) =1 / (0,125/28+0,5/ 44+0,375/28) = 27.277 кг/кмоль.
или
µсм= r 1*µ1+ r2*µ2+ r3*µ3 = 0.121* 28 +0.309* 44+0.562* 18 = 27.294 кг/кмоль.
Определим плотность и удельный объем смеси при нормальных физических условиях:
Нормальные физические условия: Р0 = 760 мм рт.ст. = 101300 Па, t0 = 0°C или Т0 = 273К.
Тогда
v0 = (Rсм*Т0)/ Р0=(0.312 *273*1000)/ 101300 = 0.840 м3/кг;
ρ0 = 1/ v0 = 1/ 0.822 = 1.19 кг/м3.
Если смесь состоит из идеальных газов, то для нее справедливы все соотношения, полученные для однородного идеального газа.
Например, уравнение состояния идеального газа для 1 кг смеси
.
Значение удельного объема в точке 1
v1 = (Rсм*T1) /P1 = 0.312 * 300*1000/250000 = 0,3333 м3/кг.
Процесс ( 1 – 5) - изохора v1 = v5 . Давление в точке 5
P5 = (Rсм*T5) / v5 = 0.312*935* 1000/ 0,3744 = 7.792*10 5 Па = 8,562 бар ,
Значение удельного объема в точке 3
v3 = (Rсм*T3) /P3 = 0,312*610*1000/1170000 = 0.159 м3/кг
Процесс (2—3) — изохорный. Тогда
v2 = v3 =0,159 м3/кг.
Значение давления в точке 2
P2 = (Rсм*T2) / v2 = 0,312*520*1000/ 0,163 = 9.974*105 Па ,
или P2 = 9.974бар.
Процесс (3—4) — изобарный. Тогда давление в точке 4 равно давлению в точке 3 - Р3 = Р4 = 11,7 бар.
Значение удельного объема в точке 4
v4 = (2*v3)/3 + v5/3 = (2*0,163)/3 + 0,3744 /3 = 0,217 м3/кг .
Найдем температуру в точке 4
T4 = P4* v4 / Rсм =1170000* 0.2346 / 0,305*1000= 832.57К...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
16 ноября 2015
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Газовая трехкомпонентная смесь имеющая состав m1 m2 m3 (в кг) совершает в тепловом двигателе круговой процесс (цикл) по преобразованию теплоты в механическую работу.jpg
2019-11-01 00:36
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4.7
Положительно
5/5 ! Очень грамотно, автор всегда на связи, цены объективные! Однозначно профессионал!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
