Расчет термодинамических циклов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ  АВИАЦИОННЫЙ  ИНСТИТУТ
(национальный исследовательский университет)»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:
«ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА»

На тему: «РАСЧЁТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ»

Москва

Содержание

Бланк задания……………………………………………………………………………...3

1. Расчёт параметров воздуха (P,V,T,s) в узловых точках цикла        5

1.1. Определение начального состояния воздуха в точке 1        5

1.2. Определение состояния воздуха в точке 2        5

1.3. Определение состояния воздуха в точке 4        6

1.4. Определение состояния воздуха в точке 3        6

2.1. Расчет параметров воздуха (p, v) для точек x1, x2, x3, x4, x5, x6.        7

2.2. Расчет параметров воздуха (T, s) для точек x'1, x'2, x'3, x'4, x'5, x'6        8

3. Построение рабочей и тепловой диаграмм цикла        11

4. Определение величин, характеризующих процессы цикла        13

4.1 Определение теплоёмкости воздуха в процессах        13

4.2. Определение работы, производимой воздухом в процессах        13

4.3. Определение количества подводимой (отводимой) теплоты в процессах        14

4.4. Определение изменения внутренней энергии воздуха в процессах        15

4.5. Определение изменения энтальпии воздуха в процессах        15

4.6. Определение изменения энтропии воздуха в процессах        16

4.7. Определение коэффициента распределения тепла между внутренней энергией и совершаемой работой воздуха в процессах        16

5. Определение величин, характеризующих цикл в целом.        17

5.1. Определение работы, производимой воздухом за цикл        17

5.2. Определение количества теплоты, превращенной в работу цикла        17

5.3. Определение изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии воздуха за цикл        18

5.4. Определение термического КПД цикла        19

1. Расчёт параметров воздуха (P,V,T,s) в узловых точках цикла

1.1. Определение начального состояния воздуха в точке 1

        1) р1 = 0,2 МПа, Т1 = 295 К.  Тогда удельный объём v1 равен:

v1 = [pic 1] = [pic 2] = 0,423 [pic 3]

        2) Удельная теплоемкость идеального газа в процессе при постоянном давлении равна:

ср = сv + R = 0,712 + 0,287 = 0,999 [pic 4]

Условно считают, что при нормальных физических условиях (p0 = 105Па и Т0 = 273 К) энтропия s0 = 0.

Тогда энтропия s1 равна изменению энтропии Δs0-1:

Δs0-1 = s1 – s0 = s1 = cp∙ln[pic 5] − R∙ln[pic 6] = 0,999 ∙[pic 7]− [pic 8] = -0,121 [pic 9][pic 10]

1.2. Определение состояния воздуха в точке 2

        1) Используя соотношение из дополнительных данных [pic 11] = 10, определяем удельный объем v2:

v2 = [pic 12] = [pic 13] = 0,0423 [pic 14]

2)  Процесс 1-2 изотермический, так как n=1, поэтому связь между параметрами газа для него имеет следующий вид: