Материал: Д6901 Митропов ВВ Расчет и сопостановление основных термодин процессов
ЗАДАНИЯ
Задание 1
1 кг рабочего тела с начальным давлением p1 и начальной температурой t1 сжимается в компрессоре до давления p2. Сжатие производится по изотерме, по адиабате и политропе с показателем политропы n.
Показатель адиабаты рабочего тела в состоянии идеального газа можно вычислить как отношение теплоемкостей cp/cv. Для определения cv использовать уравнение Майера.
Определить:
начальный и конечный объемы газа, а также конечную температуру газа;
работу процесса сжатия; количество подведенной (или отведенной) теплоты; изменение внутренней энергии.
Для каждого из процессов выполнить расчеты, считая газ идеальным.
Дать изображения на одном рисунке всех рассматриваемых процессов в диаграммах pv и Ts (без масштаба).
Составить сводную таблицу результатов расчета и сделать выводы по полученным результатам.
Варианты задания приведены в табл. 4.
Требования к отчету
В письменном отчете по выполненной работе должен быть представлен подробный расчет каждой из определяемых величин. Сначала приводится уравнение, лежащее в основе вычисления, затем с уравнением (в буквенном виде) проводятся необходимые преобразования и лишь потом подставляются соответствующие числовые значения величин и производятся вычисления.
Расчеты должны сопровождаться краткими пояснениями. Указать в конце отчета основную и справочную литературу,
которая использовалась при выполнении задания.
26
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Хладагент |
t1, |
P1, |
P2, |
n |
cp, |
|
µ |
варианта |
o |
МПа |
МПа |
кДж/(кг∙К) |
||||
|
C |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
R22 |
20 |
0,10000 |
0,70000 |
1,2 |
0,68 |
|
86,48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
R22 |
10 |
0,10000 |
0,40000 |
1,4 |
0,67 |
|
86,48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
R22 |
–10 |
0,05000 |
0,30000 |
1,3 |
0,65 |
|
86,48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
R12 |
10 |
0,05051 |
0,21915 |
1,1 |
0,62 |
|
120,92 |
5 |
R12 |
20 |
0,10060 |
0,30910 |
1,1 |
0,62 |
|
120,92 |
6 |
R12 |
–10 |
0,05051 |
0,15090 |
1,3 |
0,62 |
|
120,92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
R13 |
–60 |
0,03331 |
0,18020 |
1,3 |
0,60 |
|
104,47 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
R13 |
–60 |
0,02348 |
0,10970 |
1,4 |
0,60 |
|
104,47 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
R13 |
–40 |
0,02348 |
0,18020 |
1,1 |
0,60 |
|
104,47 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
R717 |
0 |
0,09310 |
0,29106 |
1,2 |
2,07 |
|
17,03 |
11 |
R717 |
10 |
0,09310 |
0,43017 |
1,1 |
2,07 |
|
17,03 |
12 |
R717 |
–15 |
0,07169 |
0,19015 |
1,4 |
2,07 |
|
17,03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
R22 |
0 |
0,07000 |
0,30000 |
1,2 |
0,65 |
|
86,48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
R22 |
10 |
0,05000 |
0,40000 |
1,3 |
0,67 |
|
86,48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
R22 |
0 |
0,10000 |
0,40000 |
1,2 |
0,68 |
|
86,48 |
16 |
R12 |
0 |
0,06430 |
0,18300 |
1,2 |
0,62 |
|
120,92 |
17 |
R12 |
10 |
0,08088 |
0,21960 |
1,3 |
0,62 |
|
120,92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
R12 |
0 |
0,05051 |
0,18300 |
1,2 |
0,62 |
|
120,92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
R13 |
–50 |
0,04619 |
0,1802 |
1,3 |
0,60 |
|
104,47 |
20 |
R13 |
–50 |
0,03331 |
0,28100 |
1,2 |
0,60 |
|
104,47 |
21 |
R13 |
–50 |
0,02348 |
0,1097 |
1,4 |
0,60 |
|
104,47 |
22 |
R717 |
–5 |
0,05448 |
0,23636 |
1,1 |
2,07 |
|
17,03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
R717 |
10 |
0,05448 |
0,29106 |
1,2 |
2,07 |
|
17,03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
R717 |
0 |
0,07169 |
0,23636 |
1,4 |
2,07 |
|
17,03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
R22 |
10 |
0,10000 |
0,60000 |
1,2 |
0,68 |
|
86,48 |
26 |
R22 |
10 |
0,10000 |
0,40000 |
1,4 |
0,67 |
|
86,48 |
27 |
R22 |
–10 |
0,05000 |
0,30000 |
1,3 |
0,65 |
|
86,48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
R12 |
10 |
0,05051 |
0,21915 |
1,1 |
0,62 |
|
120,92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29 |
R12 |
10 |
0,10060 |
0,30910 |
1,1 |
0,62 |
|
120,92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
R12 |
–10 |
0,05051 |
0,15090 |
1,3 |
0,62 |
|
120,92 |
27
Задание 2
1 кг рабочего тела с начальным давлением p1 и начальной температурой t1 сжимается в компрессоре до давления p2. Сжатие производится по изотерме, по адиабате и политропе с показателем политропы n.
Определить:
начальный и конечный объемы газа, а также конечную температуру газа;
работу процесса сжатия; количество подведенной (или отведенной) теплоты; изменение внутренней энергии.
Для каждого из процессов выполнить расчеты, считая газ реальным.
Составить сводную таблицу результатов расчета и сделать выводы по полученным результатам.
Варианты задания приведены в табл. 5.
Требования к отчету
В письменном отчете по выполненной работе должен быть представлен подробный расчет каждой из определяемых величин. Сначала приводится уравнение, лежащее в основе вычисления, затем с уравнением (в буквенном виде) проводятся необходимые преобразования и лишь потом подставляются соответствующие числовые значения величин и производятся вычисления.
Расчеты должны сопровождаться краткими пояснениями.
При расчете политропного процесса считать уравнение pvn const для реального газа справедливым.
Определение параметров и расчеты процессов проводить с помощью таблиц термодинамических свойств и диаграмм.
Указать в конце отчета основную и справочную литературу, которая использовалась при выполнении задания.
28
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
|
|
|
№ |
Хладагент |
t1, |
P1, |
P2, |
n |
варианта |
o |
МПа |
МПа |
||
|
C |
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
R22 |
20 |
0,10000 |
0,70000 |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
R22 |
10 |
0,10000 |
0,40000 |
1,4 |
|
|
|
|
|
|
3 |
R22 |
–10 |
0,05000 |
0,30000 |
1,3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
R12 |
10 |
0,05051 |
0,21915 |
1,1 |
5 |
R12 |
20 |
0,10060 |
0,30910 |
1,1 |
6 |
R12 |
–10 |
0,05051 |
0,15090 |
1,3 |
|
|
|
|
|
|
7 |
R13 |
–60 |
0,03331 |
0,18020 |
1,3 |
|
|
|
|
|
|
8 |
R13 |
–60 |
0,02348 |
0,10970 |
1,4 |
|
|
|
|
|
|
9 |
R13 |
–40 |
0,02348 |
0,18020 |
1,1 |
|
|
|
|
|
|
10 |
R717 |
0 |
0,09310 |
0,29106 |
1,2 |
11 |
R717 |
10 |
0,09310 |
0,43017 |
1,1 |
12 |
R717 |
–15 |
0,07169 |
0,19015 |
1,4 |
|
|
|
|
|
|
13 |
R22 |
0 |
0,07000 |
0,30000 |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
14 |
R22 |
10 |
0,05000 |
0,40000 |
1,3 |
|
|
|
|
|
|
15 |
R22 |
0 |
0,10000 |
0,40000 |
1,2 |
16 |
R12 |
0 |
0,06430 |
0,18300 |
1,2 |
17 |
R12 |
10 |
0,08088 |
0,21960 |
1,3 |
|
|
|
|
|
|
18 |
R12 |
0 |
0,05051 |
0,18300 |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
19 |
R13 |
–50 |
0,04619 |
0,1802 |
1,3 |
20 |
R13 |
–50 |
0,03331 |
0,28100 |
1,2 |
21 |
R13 |
–50 |
0,02348 |
0,1097 |
1,4 |
22 |
R717 |
–5 |
0,05448 |
0,23636 |
1,1 |
|
|
|
|
|
|
23 |
R717 |
10 |
0,05448 |
0,29106 |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
24 |
R717 |
0 |
0,07169 |
0,23636 |
1,4 |
|
|
|
|
|
|
25 |
R22 |
10 |
0,10000 |
0,60000 |
1,2 |
26 |
R22 |
10 |
0,10000 |
0,40000 |
1,4 |
27 |
R22 |
–10 |
0,05000 |
0,30000 |
1,3 |
|
|
|
|
|
|
28 |
R12 |
10 |
0,05051 |
0,21915 |
1,1 |
|
|
|
|
|
|
29 |
R12 |
10 |
0,10060 |
0,30910 |
1,1 |
|
|
|
|
|
|
30 |
R12 |
–10 |
0,05051 |
0,15090 |
1,3 |
29
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лабораторный практикум по термодинамике: Учеб. пособие / С.Н. Богданов, Г.Н. Данилова, А.В. Клецкий, А.В. Куприянова, В.Н. Филаткин, М.Г. Щербов и др. – СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2012. – 82 с.
2.Теоретические основы хладотехники. Ч. 1. Термодинамика / Под ред. Э.И. Гуйго. – М.: Колос, 1994. – 288 с.
3.Цветков О.Б., Лаптев Ю.А. Таблицы свойств холодильных агентов. – СПб.: НИУ ИТМО, ИХиБТ, 2013. – 52 с.
4.Перельштейн И.И. Таблицы и диаграммы термодинамических свойств фреонов 12, 13, 22. – М.: ВНИХИ, 1971. – 90 с.
5.Таблицы термодинамических свойств газов и жидкостей. Вып. 2: Фреон 22. – М.: Изд-во стандартов, 1978. – 590 с.
30