15 Газовые циклы
15.1 Термодинамический цикл 1
Определить:
1 Параметры в характерных точках цикла р, υ, Т.
2 Средние массовые теплоемкости в процессах цикла.
3 Термодинамическую l и потенциальную работу ω, теплоту q, изменение внутренней энергии Δu, энтальпии Δh и энтропии ΔS в процессах цикла, работу цикла lц,термический к.п.д. цикла ηt.
4 Построить цикл в координатах P-V и T-S.
Приложение 1
Состав газовых смесей
Компоненты смеси | Н2О | СО2 | О2 |
См№1 |
% содержание по объему | 60 | 20 | 20 | |
Молекулярная масса μ | 18,01 | 44 | 32 |
Исходные данные к расчету газового цикла
Приложение 2
Вариант 1 | |||||||
Политропа | Адиабата |
Смесь |
|||||
Изотерма | Изобара | Изохора | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | ||
P | 1000000 | 5000000 |
1 |
||||
V | 0,1 | 0,135 | |||||
T | 1500 | ||||||
Показатель политропы: 1,43 |
Готовые варианты: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.
ВУЗ: УГНТУ
Все задачи из: Расчет газового цикла
15.2 Термодинамический цикл 2
Определить:
1 Параметры в характерных точках цикла р, υ, Т.
2 Средние массовые теплоемкости в процессах цикла.
3 Термодинамическую l и потенциальную работу ω, теплоту q, изменение внутренней энергии Δu, энтальпии Δh и энтропии ΔS в процессах цикла, работу цикла lц,термический к.п.д. цикла ηt.
4 Построить цикл в координатах P-V и T-S.
Приложение 1
Состав газовых смесей
Компоненты смеси | СО2 | N2 | О2 |
См№2 |
% содержание по объему | 15 | 50 | 35 | |
Молекулярная масса μ | 44 | 28,01 | 32 |
Исходные данные к расчету газового цикла
Приложение 2
Вариант 1 | |||||||
Адиабата | Изотерма |
Смесь |
|||||
Изобара | Изохора | Политропа | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | ||
P | 140000 | 5050000 |
2 |
||||
V | 1,11 | ||||||
T | 640 | 1275 | |||||
Показатель политропы: 2,6 |
Готовые варианты: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.
ВУЗ: УГНТУ
Все задачи из: Расчет газового цикла
15.3 Термодинамический цикл 3
Определить:
1 Параметры в характерных точках цикла р, υ, Т.
2 Средние массовые теплоемкости в процессах цикла.
3 Термодинамическую l и потенциальную работу ω, теплоту q, изменение внутренней энергии Δu, энтальпии Δh и энтропии ΔS в процессах цикла, работу цикла lц,термический к.п.д. цикла ηt.
4 Построить цикл в координатах P-V и T-S.
Приложение 1
Состав газовых смесей
Компоненты смеси | Н2О | СО2 | О2 |
См№1 |
% содержание по объему | 60 | 20 | 20 | |
Молекулярная масса μ | 18,01 | 44 | 32 |
Исходные данные к расчету газового цикла
Приложение 2
Вариант 1 | |||||||
Политропа | Адиабата |
Смесь |
|||||
Изотерма | Изобара | Изохора | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | ||
P | 140000 | 140000 |
1 |
||||
V | 0,98 | 0,10 | |||||
T | 2100 | 1435 | |||||
Показатель политропы: 2 |
Готовые варианты: 17.
ВУЗ: УГНТУ
Все задачи из: Расчет газового цикла
15.4 Термодинамический цикл 4
Определить:
1 Параметры в характерных точках цикла р, υ, Т.
2 Средние массовые теплоемкости в процессах цикла.
3 Термодинамическую l и потенциальную работу ω, теплоту q, изменение внутренней энергии Δu, энтальпии Δh и энтропии ΔS в процессах цикла, работу цикла lц,термический к.п.д. цикла ηt.
4 Построить цикл в координатах P-V и T-S.
Приложение 1
Состав газовых смесей
Компоненты смеси | воздуха | СО2 | N2 |
См№3 |
% содержание по объему | 30 | 20 | 50 | |
Молекулярная масса μ | 28,98 | 44 | 28,01 |
Исходные данные к расчету газового цикла
Приложение 2
Вариант 1 | |||||||
Политропа | Адиабата |
Смесь |
|||||
Изотерма | Изобара | Изохора | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | ||
P | 3050000 |
3 |
|||||
V | 0,40 | ||||||
T | 610 | 500 | 1980 | 610 | |||
Показатель политропы: 2 |
Готовые варианты: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.
ВУЗ: УГНТУ
Все задачи из: Расчет газового цикла
15.5 1 кг воздуха совершает цикл Карно между температурами t1=327ºC и t2=27ºC; наивысшее давление при этом составляет 2 МПа, наинизшее — 0,12 МПа.
Определить параметры состояния воздуха в характерных точках, работу, термический к.п.д. цикла и количества подведенной и отведенной теплоты.
Ответ: υ1=0,086 м³/кг, υ2=0,127 м³/кг, υ3=0,717 м³/кг, υ4=0,486 м³/кг, р2=1,36 МПа, р4=0,18 МПа, ηt=0,50, q1=67,4 кДж/кг, q2=33,7 кДж/кг, l0=67,4 кДж/кг.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
15.6 1 кг воздуха совершает цикл Карно (рис.1) в пределах температур t1=627ºC и t2=27ºC, причем наивысшее давление составляет 6 МПа, а наинизшее — 0,1 МПа.
Определить параметры состояния воздуха в характерных точках цикла, работу, термический к.п.д. цикла и количество подведенной и отведенной теплоты.
Ответ: υ1=0,043 м³/кг, υ2=0,055 м³/кг, υ3=0,861 м³/кг, υ4=0,671 м³/кг, р2=4,68 МПа, р4=0,128 МПа, ηt=0,667, q1=63,6 кДж/кг, q2=21,5 кДж/кг, l0=42,1 кДж/кг.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
15.7 Расчет цикла Карно применительно к тепловому двигателю
Рабочее тело в цикле Карно — 1 кг сухого воздуха. Предельные температуры рабочего тела в цикле: наибольшая t1, наименьшая t3 (табл.1). Предельные давления рабочего тела в цикле: наибольшее p1, наименьшее p3 (табл.2).
Таблица 4
Вариант | t1, ºC | t3, ºC | р1, МПа | р3, МПа |
00 | 270 | 16 | 3 | 0,17 |
Определить:
1) основные параметры рабочего тела в характерных точках цикла;
2) количество теплоты, подведенное в цикле;
3) количество теплоты, отведенное в цикле;
4) полезную работу, совершенную рабочим телом за цикл;
5) термический КПД цикла;
6) изменение энтропии в изотермических процессах цикла.
Построить цикл (в масштабе) в координатах р-υ и T-s.
Ответить в письменном виде на следующие вопросы:
1. Из каких процессов состоит цикл Карно?
2. Что показывает термический КПД цикла теплового двигателя?
3. В какой диаграмме и какой площадью можно проиллюстрировать полезную работу, совершаемую рабочим телом в цикле?
4. В какой диаграмме и какой площадью можно проиллюстрировать количество теплоты, участвующее в процессе?
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
Методичка: Техническая термодинамика.pdf
Методичка: Техническая термодинамика и теплопередача.pdf
ВУЗ: ТОГУ
15.8 1 кг воздуха совершает цикл Карно в пределах температур t1=250ºC и t2=30ºC. Наивысшее давление р1=1 МПа, наинизшее — р3=0,12 МПа.
Определить параметры состояния воздуха в характерных точках, количества подведенной и отведенной теплоты, работу и термический к.п.д. цикла.
Ответ: υ1=0,15 м³/кг, υ2=0,185 м³/кг, υ3=0,725 м³/кг, υ4=0,59 м³/кг, р2=0,15 МПа, р4=0,15 МПа, ηt=0,42, q1=31,1 кДж/кг, q2=18,0 кДж/кг, l0=13,1 кДж/кг.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
15.9 Найти термический к.п.д. цикла, изображенного на рис. 56.
Пользоваться при выводе следующими обозначениями:
υ1/υ2 = ε; р3/р2 = λ; υ4/υ3 = ρ; υ5/υ4 = δ.
Теплоемкость принять постоянной.
Ответ: ηt = 1 — 1/(εk — 1)×(( εk — 1·λ·ρ·δ1 — k — 1)/( λ — 1 + k·λ·(ρ — 1)).
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
15.10 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОВОГО ЦИКЛА
Для заданного кругового процесса (цикла), совершающегося с рабочим телом, определить:
1 Параметры состояния рабочего тела по заданному составу смеси.
2 Параметры состояния (р, υ, Т) в переходных точках цикла.
3 Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в отдельных процессах цикла.
4 Величину работы и теплоты для всех процессов (lмех, lтех, q).
5 Термический и относительный термический КПД для прямого цикла или холодильный коэффициент для обратного цикла.
6 Построить цикл в υ-р и S-Т координатах.
Таблица П1 — Объемный состав газа
№ варианта | СО2 | О2 | N2 |
1 | 5 | 30 | 65 |
Таблица П2 — Исходные данные для расчета газового цикла
№ вар. | Характеристика процессов | |||
р1, бар | р2, бар | υ2, м³/кг | υ3, м³/кг | |
1 | 3 | 6 | 0,15 | 0,5 |
Продолжение таблицы П2
Характеристика процессов | |||
T=const | p=const | dq=0 | p=const |
Варианты задачи: 2, 4, 7, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 17, 20, 34, 37, 48, 49.
ВУЗ: МИИТ