Материал: 661

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Рис. 3. изображение циклоа в координатах T–S

Далее, сообщая начальной температуре некоторое приращениеT , можно подсчитать соответствующее этому значению T приращение энтропии по формуле

si c ln

Ti T

,

(24)

 

 

Ti

 

где c — теплоемкость данного политропного процесса;

Ti - начальная температура

соответствующего участка

политропы, например, точки А;

T принятое приращение температуры на этом участке, например, T T1 Ta.

Необходимо, помнить, что в координатах Ts адиабата изображается вертикальной прямой, а изотерма — горизонтальной прямой.

Каждая политропа в координатах Ts вычерчивается по лекалу не менее чем по 5 точкам.

3.4. Приемы самоконтроля

Выполнение задания связано с необходимостью выполнения значительного объема вычислений. Поэтому возможны ошибки при

15

определении тех или иных величин. Чтобы эти ошибки обнаружить и своевременно исправить, можно воспользоваться следующими приемами:

необходимо сопоставить линию процесса подвода тепла по расчетному циклу в координатах p с аналогичной политропой на рис. 4, а;

характер изображения расчетных политроп, по которым отводится тепло, должен совпадать с изображением их на рис. 4, б;

а б Рис. 4. Характер протекания расчетных политроп

изображение правильно рассчитанной политропы в координатах p будет представлять собой лекальную кривую без точек перегиба;

в координатах Ts крайние точки любой адиабаты должны лежать на одной вертикали;

если линия политропного процесса при с const и линия

этого же процесса при с f (T) в координатах p пересекаются, то и

вкоординатах Ts они должны пересекаться.;

графики, построенные по данным исследования зависимостиt , lt или pt от тех или иных факторов, должны, представлять собой

лекальные кривые (в отдельных случаях — прямые) без точек перегиба. Каждая группа таких кривых должна выражать собой определенную закономерность, например, плавно сближаться или расходиться.

16

3.5. Требования, предъявляемые к оформлению результатов расчета и исследования цикла

Текстовая часть должна быть выполнена на листах формата А4. Запись производится только на одной стороне листа, имеющего чистые поля.

На титульном листе указываются: название вуза и федерального агенства, к которому он принадлежит; название выполненной работы; фамилия, имя; отчество исполнителя; факультет, курс, группа; фамилия и инициалы руководителя.

Выполняя расчет, необходимо пояснять, что и по какой формуле определяется (привести ее в общем виде), какие конкретные данные в нее подставляются.

Указывать размерность всех исходных и полученных при расчете величин.

Все вычисление выполнять с точностью до 3-4 знаков.

Все графические построения выполнять на миллиметровке формата А4. В конце записки должен быть приведен перечень литературных источников, которыми пользовался студент при выполнении задания, а также оглавление.

3.6. Пример на выполнение расчетно-графического исследования термодинамического цикла газового двигателя

Выполнить расчет термодинамического цикла теплового двигателя. Исследовать при постоянной теплоемкости рабочего тела влияние Ta и c1cv на t , lt , и pt , для чего, определить указанные

характеристики цикла еще не менее чем для четырех значений Ta при двух значениях c1cv , отличных от заданных. Результата расчета

свести в

таблицу

и

построить

графики

t f (Ta,c1 cv),

lt f (Ta,c1

cv), pt

f (Ta,c1

cv). На

основании

анализа графиков

сделать выводы.

 

 

 

pa 0,86

бар; ta 22 оС;

Исходные данные

для

расчёта::

a 8,5; c1cv 1,1; c2cv 0,9; q1 1400 кДж/кг.

3.6.1.Расчет цикла при с const

17

c1 k

1. Определяем параметры характерных точек цикла.

а) Точка А. По заданию: pa 0,86 бар; Ta 22 273 295 К.

Удельный объем рабочего тела находим по уравнению состояния

 

a

 

RTa

.

 

 

 

pa

Для воздуха R 287 Дж/(кг·ºС), а потому

 

a

 

287 295

0,984 м3/кг.

 

 

0,86105

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) Точка С. давление, температура и удельный объем

определяется по формулам (2), (3), (4),

 

 

для воздуха, k = 1,40.

 

 

p

p

a

k 0,86 8,51,40 17,15 бар;

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

a

295 8,50,40 695 К или t

 

 

T T

k 1

c

422 ºС;

 

c

 

 

 

a

 

a

 

 

 

 

 

c

 

a

 

 

0,984

0,116 м3/кг.

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

8,5

 

 

 

 

Делаем проверку

 

 

 

с

 

RTс

 

287 695

0,116 м3/кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pс

 

 

105 17,15

 

 

в) Точка Z. По формуле (15) определяем показатель политропы CZ, по которой подводятся тепло q1, причем

n

c1 cp

 

c kc

v

 

c

v

 

 

1,10 1,40

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3.

c c

c c

 

 

 

c1

 

 

1

 

 

 

 

 

1

1,10 1

 

1 v

1

v

 

 

 

 

 

cv

Так как по заданию c1cv 1,10, то теплоемкость процесса CZ

будет равна c1 1,10 cv. Но

c

v

 

R

 

 

 

287

717,5 Дж/(кг·ºС)=0,7175 кДж/(кг·ºС),

 

 

 

 

 

 

k 1 0,40

 

 

 

а потому получим

 

 

 

c1

1,1 0,7175 0,7893 кДж/(кг·ºС).

 

 

 

Согласно (12) температура в точке Z будет равна

T

 

T

 

q1

695

1400

2470К,

t

 

2197 ºС.

 

c

 

 

 

 

z

 

c

 

 

0,7893

 

z

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

Давление и удельный объем в точке Z определяем по уравнениям политропного процесса, а именно:

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

n1

 

 

 

2470 0,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

p

z

p

 

 

z

 

 

 

1

 

17,15

 

 

 

 

44,4 бар;

 

 

 

 

 

695

 

 

 

 

 

 

c T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

1

 

 

 

2470 0,25

 

 

 

 

 

 

 

1 n

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

z

 

 

1

 

0,116

 

 

 

 

0,159 м3/кг.

 

 

 

 

 

695

 

 

 

c T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

Делаем проверку:

 

 

 

 

 

 

z

 

RTz

 

 

287 2470

0,1590 м3/кг.

pz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

105 44,4

 

 

 

 

 

г) Точка В. Определяем показатель политропы ВА, по которой отводится тепло, причем

 

c2 cp

 

 

 

 

 

 

c2

k

 

 

 

 

c

kc

c

0,90 1,40

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

2

 

v

 

 

 

v

 

 

5.

c

 

c

c

 

 

 

 

 

0,90 1

2

 

 

 

c

 

c2

 

1

 

 

 

2

v

2

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cv

Так как по заданию c2cv 0,9, то теплоемкость политропного

процесса ВА будет равна:

с2 0,90 0,7175 0,6458 кДж/(кг·ºС).

Температура в точке В определим по формуле

 

 

T

 

c1

2470

 

1,10

 

 

 

 

 

c

 

0,90

 

 

 

T

T

 

z

 

 

2

295

 

 

 

 

1385 К; t

b

1112 ºС.

 

 

695

 

 

b

a T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

Давление и удельный объем в точке В находим по формулам, связывающим параметры в политропном процессе, причем

19