Навигация
Газовая постоянная рабочего тела (смеси газов)
19509
знаков
8
таблиц
2
изображения
1.2 Газовая постоянная рабочего тела (смеси газов)
R=8314/μ (2)
где 8314 – постоянный коэффициент (константа);
μ – молекулярная масса газовой смеси, кг/кмоль
R=8314/28,36
R=293,1594 Дж/(кг*К)
R=0,293 кДж/(кг*К).
1.3 Массовые теплоемкости газовой смеси
-при постоянном объеме Сv вычисляют по формуле:
Сv=1/μ*Σri*μcvi (3)
где μcvi – молярная теплоемкость i-oro компонента смеси, при постоянном объеме, зависящая от атомности газа, кДж/(кг*К)
Определяем молярную теплоёмкость каждою из компонентов:
СО2 – трехатомный газ, μcv=29,3 кДж/(кмоль*К);
СО – двухатомный газ, μcv=20,8 кДж/(кмоль*К);
N2 – двухатомный газ, μcv=20,8 кДж/(кмоль*К);
Н2О – трехатомный газ, μcv=29,3 кДж/(кмоль*К);
Полученные значения подставляем в формулу (3)
Сv=1/28,36*(0,085*29,3+0,065*20,8+0,75*20,8+0,1*29,3);
Сv=0,7889 кДж/(кг*К).
-при постоянном давлении Ср вычисляют по формуле:
Ср=1/μ*Σri*μcpi(4)
где μcp – молярная теплоемкость i-ого компонента смеси, при постоянном давлении, зависящая от атомности газа, кДж/(кг*К)
Определяют молярную теплоемкость каждого из компонентов:
СО2 – трехатомный газ, μcр=37,6 кДж/(кмоль*К);
СО – двухатомный газ, μcр=29,12 кДж/(кмоль*К);
N2 – двухатомный газ, μcр=29,12 кДж/(кмоль*К);
Н2О – трехатомный газ, μcр=37,6 кДж/(кмоль*К);
Полученные значения подставляем в формулу (4):
Ср=1/28,36*(0,085*37,6+0,065*29,12+0,75*29,12+0,1*37,6);
Ср=1,0821 кДж/(кг*К).
1.4 Показатель адиабаты
k=Ср/Сv (5)
где Ср – массовая теплоемкость газовой смеси, при р=const, кДж/(кг*К);
Сv – массовая теплоемкость газовой смеси, при v= const, кДж/(кг*К).
k=1,0821/0,7889
k=1,3717
2. Определение параметров рабочего тела в точках цикла
Для всех точек цикла определяют:
- давление Р, Па;
- температура Т, К;
- удельный объем V, м3/кг;
- энтропия S, кДж/(кг*К).
Точка 1.
Давление:
Р1=1 бар=105 Па.
Температура:
Т1=293 К.
Удельный объем:
V1=R*T1/P1 (6)
V1=293*293/105=0,859 м3/кг.
Энтропия:
S1= Сv*ln(T1/273)+R*ln((V1*μ)/22,4) (7)
S1=0,7889*ln(293/273)+0,293*ln((0,859*28,36)/22,4)
S1=0,0804 кДж/(кг*К).
где 273 – абсолютная термодинамическая температура, приблизительно соответствующая температуре тройной точки воды, т.е. нулю градусов Цельсия, К;
22,4 – объем, занимаемый 1 кмолем газа при нормальных физических условиях, м3.
Точка 2.
Давление.
Р2=Р1*εk (8)
Р2=105*18,51,3717
Р2=5,47 МПа.
где ε – степень сжатия рабочего тела.
Удельный объем:
V2=V1/ε (9)
V2=0,859/18,5
V2=0,0464 м3/кг.
Температура:
Т2=Т1*εk-1 (10)
Т2=293*18,50,3682
Т2=866,763 К.
Энтропия:
S2=S1 (11)
S2=0,0804 кДж/(кг*К).
Точка 3.
Удельный объем:
V3=V2; (12)
V3=0,0464 м3/кг.
Давление (степень повышения давления λ при изохорном подводе теплоты):
λ=Р3/Р2→Р3=λ*Р2 (13)
Р3=1,5*5,47
Р3=8,2 МПа.
где Р2 – давление в точки 2 цикла;
Р3 – в давление в точки 3 цикла.
Температура (изохора):
Р3/Р2=Т3/Т2→Т3=Р3*Т2/Р2 (14)
Т3=8,2*866/5,47
Т3=1300,1445 К.
где Т2 – температура в точке 2 цикла, К;
Т3 – температура в точке 3 цикла.
Энтропия S3:
S3=S2+Сv*ln(Т3/Т2) (15)
S3=0,0804+0,7889*ln(1300/866)
S3=0,4002 кДж/(кг*К).
где Сv – массовая теплоемкость газовой смеси при постоянном объеме, Дж/кг*К;
S2 – энтропия в точке 2 цикла, кДж/(кг*К);
S3 – энтропия в точке 3 цикла, кДж/(кг*К).
Точка 4.
Так как в процессе 3-4 подвод теплоты осуществляется по изобаре, то есть Р=const, то давление Р4 в точке 4 цикла равно давлению Р3 в точке Р3 цикла:
Р4=Р3 (16)
Р4=8,2 МПа.
Удельный объем:
ρ=V4/V3→V4=ρ*V3 (17)
V4=2*0,0464
V4=0,0929 м3/кг.
где ρ – степень изобарного расширения.
Температура:
V3/V4=T3/T4→T4=V4*T3/V3 (18)
Т4=0,929*1300,1445/0,0464
Т4=2600,289 К.
где V3 – удельный объем в точке 3 цикла, м3/кг;
V4 – удельный объем в точке 4 цикла, м3/кг;
Т4 – температура в точке 4 цикла, К.
Энтропия:
S4=S3+Cp*ln(T4/T3) (19)
S4=0,4002+1,0821*ln(2600,289/1300,1445)
S4=1,1503 кДж/(кг*К).
Точка 5.
Удельный объем:
Так как в процессе 5-1 осуществляется отвод теплоты по изохоре, то есть V=const, то удельный объем V5 в точке 5 цикла равен удельному объему V1 в точке 1 цикла:
V5=V1 (20)
V5=0,859 м3/кг.
Давление:
Р5/Р4=(V4/V5)k→P5=P4*(V4/V5)k (21)
P5=8,2*(0,0929/0,859)1,3717
P5=0,388 МПа.
где Р5 – давление в точке 5 цикла, Па;
V5 – удельный объем в точке 5 цикла, м3/кг;
k – показатель адиабаты.
Температура:
Т5/Т4=(V4/V5)k-1→T5=T4*(V4/V5)k-1 (22)
Т5=2600,289*(0,0929/0,859)0,3717
Т5=1137,3331 К.
где Т5 – температура в точке 5 цикла, К;
V5 – удельный объем в точке 5 цикла, м3/кг.
Энтропия: Так как при адиабатном процессе изменения состояния рабочего тела происходит без теплообмена с внешней средой, то энтропия рабочего тела в точке 5 цикла не изменяется (S5=S4), поэтому энтропию рабочего тела в точке 5 цикла определяют из равенства:
S5=S4 (23)
S5=1,1503 кДж/(кг*К).
Результат расчетов представим в виде таблицы.
Параметры рабочего тела.
| Параметры рабочего тела. | Точки цикла | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Р, Па | 100000 | 5472736 | 8209104 | 8209104 | 388168 |
| V,м3/кг | 0,8590 | 0,0464 | 0,0464 | 0,0929 | 0,8590 |
| Т, К | 293 | 866,7630 | 1300,1445 | 2600,2890 | 1137,3331 |
| S, кДж/(кг*К) | 0,0804 | 0,0804 | 0,4002 | 1,1503 | 1,1503 |
Похожие работы
... нитросоединений может привести к обгоранию клапанов и электродов запальных свечей, поломкам деталей кривошипно-шатунного механизма. После работы на топливе, содержащем нитроприсадки, двигатель требует незамедлительной промывки. В качестве смазок гоночных двигателей внутреннего сгорания наибольшее применение имеют касторовое масло и комбинированные смазки на его основе. Такие масла обладают очень ...
воды из пор грунта и пр. Мероприятия : 1) Уменьшение массы 2)Увеличение давления воздуха 3)Увеличение жесткости покрышки 5.Поцесс сжатия. Параметры процесса сжатия. Конструктивные особенности двигателей, определяемые параметрами процесса сжатия. Основное назначение процесса сжатия состоит в том, чтобы создать условия, способствующие возможно лучшему сгоранию горючей смеси. Процесс сжатия ...
... ребрами) изображают конструктивные и потоковые функциональные структуры [14]. Принципы построения функциональных структур технических объектов рассматриваются в последующих главах курса "Основы проектирования им конструирования" не включенных в настоящее пособие. Для систем управления существуют характеристики, которые можно использовать в качестве критериев для оценки структур. Одна из них - ...
0 комментариев