Расчет процессов в тепловых двигателях и компрессорах
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
РОСЖЕЛДОР
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Ростовский государственный университет путей сообщения
(РГУПС)
Кафедра Теплоэнергетика на железнодорожном транспорте
Дисциплина Термодинамика и теплопередача
КУРСОВАЯ РАБОТА
Тема Расчет процессов в тепловых двигателях и компрессорах
Вариант 72
Студент
Группа МТ-2-624
Никитенко К.А.
Руководитель
курсовой работы Кууск А.Б.
2010
Содержание
Термодинамика
Ответы на теоретические вопросы
Решение задач
Теплопередача
Ответы на теоретические вопросы
Решение задач
Литература
Термодинамика
Вопросы:
. Как аналитически и графически находится работа в обратимых термодинамических процессах?
. Изобразите в координатах u - p и s -T теоретический цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания с комбинированным подводом теплоты. Как находится термический КПД цикла ДВС с комбинированным подводом теплоты?
Задачи:
. При изотермическом сжатии 0,8 м3 кислорода с начальными параметрами р1 и t1 отводится Q кДж теплоты. Определить затрачиваемую работу, давление и объем газа в конце процесса, а также изменение энтропии. Теплоемкость газа принять не зависящей от температуры. Изобразить графики процесса в координатах u- p s-T.
. Рассчитать идеальный цикл двигателя внутреннего сгорания с комбинированным подводом теплоты при следующих исходных данных: рабочее тело обладает свойствами воздуха (зависимостью теплоемкости от температуры пренебречь); заданы характеристики цикла степень сжатия e, степень предварительного расширения r и степень повышения давления l; начальные параметры цикла р1 и t1. Определить параметры рабочего тела в переходных точках цикла, количество подводимой и отводимой теплоты и полезную работу (для 1 кг рабочего тела), а также термический КПД цикла. Цикл изобразить в координатах u - p s -T.
Ответы на теоретические вопросы:
Вопрос №3
Обратимым будем называть такой процесс, который можно провести в обратном направлении при условии, что вся термодинамическая система вернется в исходное состояние. В природе не существует обратимых процессов. Обратимые (равновесные) процессы неосуществимы, однако введение их в рассмотрение полезно. Дело в том, что в ряде случаев реальные термодинамические процессы могут быть близки к обратимым.
В различных тепловых двигателях совершаются различные процессы, в результате чего двигатель совершает полезную работу. Часть совершаемых процессов является процессами сжатия, а часть - расширения. Совокупность таких процессов будем называть круговым процессом, или циклом. В результате осуществления цикла
В равновесных процессах расширения 1с2 работа положительна, а в процессах сжатия 2d1 работа отрицательна.
Рассмотрим изображенный на рис.1 произвольный цикл. Мы знаем, что площадь под кривой процесса в этих координатах представляет собой работу.
рис.1
Работа расширения для 1 кг рабочего тела равна
Работа сжатия равна
Работа цикла
Для осуществления работы цикла на одних участках подводится теплота, а на других отводится. Внутренняя энергия рабочего тела за цикл не изменяется, поэтому работа цикла осуществляется за счет разности подводимой и отводимой теплоты
Вопрос №18
Рис.2
Изображение цикла
1,2 - адиабатное сжатие
,3 -изобарный подвод теплоты
,4-адиабатное расширение
,1- изохорный отвод теплоты
термический КПД цикла
=q1-q2 (Дж/кг)
?=l/q1
или же
Решение задач:
Задача №6
Работа расширения:
Изменение энтропии:
Конечный объем:
Рис.3
Задача №17
Точка1
Уравнение состояния для 1кг газа
где R=287 Дж/кгК - газовая постоянная воздуха
Удельный объем воздуха
Точка2
Удельный объем воздуха
Давление определяем из уравнения для адиабатического процесса 1-2
где ?=1,4 - показатель адиабаты для двухатомных газов.
Температуру определим из уравнения для адиабатного процесса 1-2
Точка3
Удельный объем
Давление газа
Температуру определяем из уравнения
Точка4
Удельный объем
Температуру определяем из уравнения
Давление газа
Точка5
Удельный объем
Давление газа
Температура газа
Количество подведенной теплоты
где - массовая теплоемкость воздуха как двухатомного газа в изохорном процессе;
где - массовая изобарная теплоемкость;
Количество отведенной теплоты
Работа в цикле
Термический КПД цикла