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 l_ц,термический к.п.д. цикла η_t.

4 Построить цикл в координатах P-V и T-S.

Приложение 1

Состав газовых смесей

Исходные данные к расчету газового цикла

Приложение 2

Готовые варианты: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.

Методические указания.pdf

ВУЗ: УГНТУ

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 l_ц,термический к.п.д. цикла η_t.

4 Построить цикл в координатах P-V и T-S.

Приложение 1

Состав газовых смесей

Исходные данные к расчету газового цикла

Приложение 2

Готовые варианты: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.

Методические указания.pdf

ВУЗ: УГНТУ

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 l_ц,термический к.п.д. цикла η_t.

4 Построить цикл в координатах P-V и T-S.

Приложение 1

Состав газовых смесей

Исходные данные к расчету газового цикла

Приложение 2

Готовые варианты: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 17.

Методические указания.pdf

ВУЗ: УГНТУ

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 l_ц,термический к.п.д. цикла η_t.

4 Построить цикл в координатах P-V и T-S.

Приложение 1

Состав газовых смесей

Исходные данные к расчету газового цикла

Приложение 2

Готовые варианты: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.

Методические указания.pdf

ВУЗ: УГНТУ

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, η_t=0,50, q₁=67,4 кДж/кг, q₂=33,7 кДж/кг, l₀=67,4 кДж/кг.

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, η_t=0,667, q₁₌63,6 кДж/кг, q₂=21,5 кДж/кг, l₀=42,1 кДж/кг.

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).

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?

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, η_t=0,42, q₁=31,1 кДж/кг, q₂=18,0 кДж/кг, l₀=13,1 кДж/кг.

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: η_t = 1 — 1/(ε^{k — 1})×(( ε^{k — 1}·λ·ρ·δ^{1 — k}  — 1)/( λ — 1 + k·λ·(ρ — 1)).

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 (l_мех, 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

Таблица П2 — Исходные данные для расчета газового цикла

Продолжение таблицы П2

Варианты задачи: 2, 4, 7, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 17, 20, 34, 37, 48, 49.

Методические указания.pdf

ВУЗ: МИИТ