15 Газовые циклы
15.11 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
15.12 Определить термический к.п.д. цикла, состоящего из двух изохор и двух изобар (рис.55). Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.
Ответ: ηt=1-ρ(λ-1+k)-k/(λ-1+kλ(ρ-1)).
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
15.13 Определить термический к.п.д. цикла (рис.57), состоящего из изохоры, адиабаты и изобары.
Ответ: ηt=1-k(λ1/k-1)/(λ-1).
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
15.14 (Вариант 9) Термодинамический цикл 1
1 кг рабочей смеси объемного состава (Приложение 1) совершает цикл.
Приложение 1
| Компоненты смеси | CO2 | N2 | O2 | Смесь |
| % содержание по объему | 15 | 50 | 35 | 2 |
| Молекулярная масса μ | 44 | 28,01 | 32 |
Известны параметры (Приложение 2)
| р2, Па | р3, Па | T3, K | T4, K | T5, K | n |
| 1000000 | 4900000 | 1900 | 2600 | 1500 | 1,43 |
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.
15.14.1 (Вариант 9) Термодинамический цикл 2
1 кг рабочей смеси объемного состава (Приложение 1) совершает цикл.
Приложение 1
| Компоненты смеси | воздух | CO2 | N2 | Смесь |
| % содержание по объему | 30 | 20 | 50 | 3 |
| Молекулярная масса μ | 28,98 | 44 | 28,01 |
Известны параметры (Приложение 2)
Приложение 2
| р5, Па | υ4, м3/кг | T2, K | T3, K | T4, K | n |
| 600000 | 0,11 | 645 | 1200 | 2610 | 2,6 |
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.
15.14.2 (Вариант 9) Термодинамический цикл 3
1 кг рабочей смеси объемного состава (Приложение 1) совершает цикл.
Приложение 1
| Компоненты смеси | CO2 | N2 | O2 | Смесь |
| % содержание по объему | 15 | 50 | 35 | 2 |
| Молекулярная масса μ | 44 | 28,01 | 32 |
Известны параметры (Приложение 2)
| р4, Па | T3, K | T4, K | T5, K | υ1, м3/кг | n |
| 5500000 | 525 | 2100 | 1440 | 1,09 | 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.
15.14.3 (Вариант 9) Термодинамический цикл 4
1 кг рабочей смеси объемного состава (Приложение 1) совершает цикл.
Приложение 1
| Компоненты смеси | воздух | СО2 | О2 | Смесь |
| % содержание по объему | 60 | 20 | 20 | 4 |
| Молекулярная масса μ | 28,98 | 44 | 28,01 |
Известны параметры (Приложение 2)
Приложение 2
| T1, K | T3, K | р4, Па | T4, K | υ5, м3/кг | n |
| 610 | 500 | 3050000 | 1980 | 0,40 | 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.
15.14.4 (Вариант 9) Термодинамический цикл 5
1 кг рабочей смеси объемного состава (Приложение 1) совершает цикл.
Приложение 1
| Компоненты смеси | СО2 | N2 | О2 | Смесь |
| % содержание по объему | 15 | 50 | 35 | 2 |
| Молекулярная масса μ | 44 | 28,01 | 32 |
Известны параметры (Приложение 2)
Приложение 2
| р2, Па | р5, Па | υ2, м3/кг | T3, K | T4, K | υ5, м3/кг | n |
| 98000 | 22000 | 1,66 | 1220 | 2235 | 2,4 | 10 |
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.
15.14.5 (Вариант 9) Термодинамический цикл 6
1 кг рабочей смеси объемного состава (Приложение 1) совершает цикл.
Приложение 1
| Компоненты смеси | СО2 | N2 | О2 | Смесь |
| % содержание по объему | 15 | 50 | 35 | 2 |
| Молекулярная масса μ | 44 | 28,01 | 32 |
Известны параметры (Приложение 2)
Приложение 2
| T1, K | υ1, м3/кг | υ2, м3/кг | T3, K | T4, K |
| 870 | 2,3 | 2,1 | 1030 | 1550 |
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.
15.14.6 (Вариант 1) Термодинамический цикл 5
1 кг рабочей смеси объемного состава (Приложение 1) совершает цикл.
Приложение 1
| Компоненты смеси | Н2О | СО2 | О2 | Смесь |
| % содержание по объему | 60 | 20 | 20 | 1 |
| Молекулярная масса μ | 18,01 | 44 | 32 |
Известны параметры (Приложение 2)
Приложение 2
| р1, Па | υ1, м3/кг | υ2, м3/кг | T3, K | T4, K | n |
| 100000 | 2,48 | 1,55 | 1190 | 2210 | 10 |
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.
