10.3.13 Расчет политропного процесса сжатия газовой смеси в компрессоре

Рабочее тело – газовая смесь, имеющая тот же состав, что и в задаче №1 (в процентах по объему). Первоначальный объем, занимаемый газовой смесью, — V₁ (табл. 2). Начальные параметры состояния: давление р₁=0,1 МПа, температура t₁=27 ºC. Процесс сжатия происходит при показателе политропы n. Давление смеси в конце сжатия р₂, МПа (табл. 3).

Определить:

1) массу газовой смеси;

2) удельные объемы смеси в начале и в конце процесса;

3) объем, занимаемый смесью в конце процесса;

4) температуру газовой смеси в конце процесса;

5) работу сжатия в процессе;

6) работу, затрачиваемую на привод компрессора;

7) изменение внутренней энергии газовой смеси;

8) массовую теплоемкость рабочего тела в данном процессе;

9) количество теплоты, участвующего в процессе;

10) изменение энтропии в процессе.

Таблица 3

Построить (в масштабе) рассмотренный процесс в координатах р-υ и T-s. Необходимые для решения задачи теплоемкости компонентов газовой смеси принять независимыми от температуры. Значения теплоемкостей газов можно принять при температуре равной 0 ºC из приложения данного методического указания.

Газовую постоянную смеси взять из решения задачи №1.

Ответить в письменном виде на следующие вопросы:

1 В каких пределах может изменяться показатель политропного процесса?

2 В каких пределах может изменяться теплоемкость рабочего тела в политропном процессе?

3 Как выглядит уравнение 1-го закона термодинамики применительно к рассмотренному в задаче процессу?

4 Как зависит работа, затрачиваемая на привод компрессора, от показателя политропы n, почему?