ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ

Расчет

термодинамического цикла на идеальном газе.

И.В. Деревич

Москва 2002

Условия задания

Рассчитать цикл тепловой машины. В качестве рабочего тела принять один килограмм воздуха, считая его идеальным газом.

Определить все параметры цикла. Рассчитать теплоту и работу во всех процессах. Найти КПД. Построить диаграммы.

С х е м а ц и к л а в P - V к о о р д и н а т а х

3	n 3 4	4
n	2 3
2				n 4 5
				5
		n		n 5 1
			1 2	1

Исходные данные задания

Начальные температура и давление (объем) в точке 1.

Отношение объемов в процессе 1-2.

Отношение давлений в процессе 2-3.

Отношение объемов в процессе 4-3.

Показатели политроп процессов 1-2 и 4-5.

Показатели политроп других процессов одинаковы.

Расчет средней интегральной теплоемкости идеального газа

Мольная теплоемкость

при постоянном давлении, J/mol.K

CPid(T) CPA CPB T CPC T2 CPD T3

Расчет средней интегральной теплоемкости на интервале [TL, TR]

CP_Int(TL TR)	1		TR	CPid_M(T) dT
	TR	TL TL

P – V диаграмма
P, atm				P1 = 1 atm
40
				o
				t1 = 30 C
				V1/V2 = 13
30				P3/P2 = 1.4
				V4/V3 = 1.4
20				n12 = 1.38
				n45 = 1.28
10
0					V, m3
0.0	0.2	0.4	0.6	0.8

T – S диаграмма
T, K
1600						P1 = 1 atm
						t = 30 oC
						1
						V /V = 13
1200		= 0.55				P31/P22= 1.4
						V /V = 1.4
			Carnot	= 0.807		n124 =31.38
800						n45 = 1.28
400
0	200	400		600	800	S, J/kg.K

Дополнительные источники выполнения работы

Программа в среде MathCAD 2001, представленная в виде электронной книги. Название книги “Термодинамика цикла на идеальном газе”.

Программа на FORTRAN в DOS с визуализацией результатов расчета в виде диаграмм.

ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ РАБОТЫ

Показать на диаграммах точки цикла.

Как влияют на КПД цикла отношение объемов V1/V2 и V3/V4 и давлений P3/P2 ?

Объяснить, что произойдет с диаграммами цикла, если показатель n45 > n12 ?

Как связаны КПД цикла и значение отношения теплоемкостей Cp/Cv ?