Теплоэнергетика и теплотехника

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное учреждение высшего образования

«Российский Университет Транспорта (МИИТ) »

(РУТ ( МИИТ)

Кафедра: «Теплоэнергетика и водоснабжение на железнодорожном        транспорте

              Факультет:  «Транспортные сооружения и здании»

               Дисциплина :  «Техническая термодинамика»

               Тема : « Теплоэнергетика и теплотехника»

                                                                                                                                                          Выполнил :

Студент 3-го курса

Москва 2018г.

                        ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Задача № 1. Термодинамический расчет газового цикла.

Для заданного кругового процесса (цикла), совершающегося с рабочим телом в

соответствии с табл.П1 и П2, определить:

Параметры состояния (P, V, Т) в переходных точках.

Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах.

 Величину работы и теплоты для всех процессов (ℓ,ℓтех, q).

 Термический и относительный термический КПД.

  Построить цикл в V – P и S – Т координатах.

Задача№1.  Термодинамический расчет газового цикла.

Дано:

Р1= 2 бар = 2*105 Па

t 1 = 50°C = 323,15 К

v 2= 0,1 м3/кг

t 3 = 350°С = 623,15 К

(1-2) Т=const

       P2 ˃ P1

(2-3) v=const

(3-4) dq=0

(4-1) v=const

Объемный состав газа:

rCO2 = 14

rO2 = 12

rN2 =74

Решение:

Определим молекулярную массу смеси:

µco2 = 44,01

μo2 = 32

µn2 = 28,026

µcм = rco2 * μco2 + ro2*µo2 + rN2*µN2 = 14*44,01 + 32*12 + 74*28,026= 3074,04 кДЖ/кг

Определим газовую постоянную смесь:

R*-универсальная газовая постоянная

R*= 8314Дж

Rсм = R*/μсм = 2,704 Дж/кг*К

Пересчет объемных долей в массовые доли:

mco2 = μco2 * rco2/μсм =0,200

mo2= μo2* ro2/μсм = 0,124

mN2= μN2*rN2/μсм= 0,674

Проверка : 0,200+0,124+0,674= 0,99

 Запишем массовую изохорную теплоемкость смеси :

Cvco2=0,7599 кДж/кг*град

Сo2 = 0,69 кДж/кг*град

CvN2 = 0,7519 кДж/кг*град

Определим массовую изохорную теплоемкость смеси:

Cv = mco2*Cvco2 + mo2*Co2 + mN2*CN2 = 0,737 кДЖ/кг*град

Запишем массовую изобарную теплоемкость смеси:

Cpco2 = 0,9487 кДЖ/кг*град

Cpo2 = 0,95 кДж/кг*град

CpN2 = 1,0488 кДЖ/кг*град

Cp = mco2*Cpco2 + mo2*Cp02 + mN2*CpN2 = 1,005 кДЖ/кг*град

Определим показатель адиабаты:

K = Cp/Cv = 1,363

Определим параметры состояния в переходных точках процесса:

(m 1 )   PV=RT – уравнение состояния идеального газа

V1 = Rсм*T1/P1 =0,04 м3/кг

Посчитаем энтропию в точке (m1):

S1 = Cp Ln(T1/273) – RсмLn(P1/101325) = 1,67кДж/кг*К

Посчитаем энтропию в точке (m2):  PV=RT – уравнение состояния идеального газа

P2 = Rсм*T2/V2 = 8737,97 Па

S2 =  Cp Ln(T2/273) – RсмLn(P2/101325) = -6,795 кДж/кг*К

Посчитаем энтропию в точке (m3):  PV=RT – уравнение состояния идеального газа