Контрольное задание 2. Расчет термодинамического цикла
Аргон — элемент главной подгруппы восьмой группы, третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 18. Обозначается символом Ar (лат. Argon). Третий по распространённости элемент в земной атмосфере (после азота и кислорода) — 0,93% по объёму. Аргон — одноатомный газ. Графическому построению цикла предшествует расчет параметров состояния Р, V… Читать ещё >
Контрольное задание 2. Расчет термодинамического цикла (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Задание для расчета.
Р1,. МПа. | V1,. м3/кг. | V2,. м3/кг. | Р3,. МПа. | V4,. м3/кг. | n. | Рабочее тело. |
1,10. | 0,148. | 0,248. | 0,100. | 0,349. | 1,22. | Ar. |
Относительная молекулярная масса газа Ar: = 40 (кг/кмоль).
Расчет характеристик рабочего тела.
Аргон — элемент главной подгруппы восьмой группы, третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 18. Обозначается символом Ar (лат. Argon). Третий по распространённости элемент в земной атмосфере (после азота и кислорода) — 0,93% по объёму. Аргон — одноатомный газ.
Газовая постоянная.
R = 8315/.
где (кг/кмоль) — молярная масса газа, заданного в качестве рабочего тела.
R = 8315/40 = 207,88.
Удельная теплоемкость Сv = (i / 2) R,.
Сp = Сv + R,.
где i — число степеней свободы молекулы идеального газа (для одноатомного газа i = 3, двухатомного — i = 5, трехатомного и более — i = 6).
Газ аргон — одноатомный газ, следовательно i = 3.
Сv = (i / 2) R = (3/2)207,88 = 311,82.
Сp = Сv + R = 311,82 +207,88 = 519,70.
Показатель адиабаты.
k = Сp / Сv.
k = 519,70 / 311,82 = 1,667.
Графическому построению цикла предшествует расчет параметров состояния Р, V, T во всех его узловых точках. Расчет базируется на использовании уравнения состояния.
PV = RT,.
а также уравнений термодинамических процессов, на стыках которых находятся узловые точки.
Для узловой точки 1.
P1 = 1,10 МРа.
V1 = 0,148 м3/кг Т1 = P1V1/R = (1,10*106*0,148)/207,88 = 783.
t1 = 783 — 273 = 510 єC.
Для узловой точки 2.
P2 = P1 = 1,10 МРа.
V2 = 0,248 м3/кг Т2 = P2V2/R = (1,10*106*0,248)/207,88 = 1312.
t2 = 1312 — 273 = 1039 єC.
Для узловой точки 3.
P3 = 0,100 МРа Р2V2k = Р3V3k.
V3k = (Р2V2k) / Р3.
V3k = (1,1*106*0,2481,667) / 0,1* 106 = 1,076.
V3 = 0,6v1,076 = 1,045 м3/кг Т3 = P3V3/R = (0,100*106*1,045)/207,88 = 502,7.
t3 = 517,6 — 273 = 229,7 єC.
Для узловой точки 4.
V4 = 0,349 м3/кг Р3V3= Р4V4.
P4 = (Р3V3) / V4.
P4 = (0,1*106*1,045) / 0,349 = 299 427 Ра = 0,3 МРа Т4 = P4V4/R = (0,3*106*0,349)/207,88 = 503,7.
t4 = 503,7 — 273 = 230,7 єC.
Для узловой точки 5.
V5 = V1 = 0,148 м3/кг; Р4V4n = Р5V5n.
P5 = (Р4V4 n) / V5n.
P5 = (0,3*106*0,3491,22) / 0,1481,22 = 854 376 Ра = 0,9 Мра Т5 = P5V5/R = (0,9*106*0,148)/207,88 = 640,8.
t5 = 640,8 — 273 = 367,8 єC.
Рассчитаем значения характеристик газа в промежуточных точках Для промежуточной точки 2ґ.
V2 < V2ґ < V3.
0,148 < V2ґ < 1,045.
Принимаем V2ґ = 0,6 м3/кг Р2V2k = Р2ґ V2ґ k.
Р2ґ = (Р2V2k) / V2ґ k = (1,1*106*0,2481,667) / 0,61,667=252 212 Ра = 0,25 МРа Т2ґ = P2ґ V2ґ /R = (0,25*106*0,6)/207,88 = 728.
t2ґ = 289 — 273 = 455 єC.
Для промежуточной точки 3ґ.
V4 < V3ґ < V3.
0,349 < V3ґ < 1,045.
Принимаем V3ґ = 0,7 м3/кг Р3V3= Р3ґ V3ґ; P3ґ = (Р3V3) / V3ґ.
P3ґ = (0,1*106*1,045) / 0,7 = 149 286 Ра = 0,15 МРа Т3ґ = P3ґ V3ґ /R = (0,15*106*0,7)/207,88 = 505.
t3ґ = 505 — 273 = 232 єC.
Рассчитаем значения характеристик газа в промежуточных точках Для промежуточной точки 4ґ.
V5 < V4ґ < V4.
V5 = V1 = 0,148 м3/кг.
V4 = 0,349 м3/кг.
0,148 < V4ґ < 0,349.
Принимаем V4ґ = 0,249 м3/кг Р4V4n = Р4ґ V4ґ n.
Р4ґ = (Р4V4n) / V4ґ n = (0,3*106*0,3491,22) / 0,2491,22 = 452 902Ра = 0,45 МРа Т4ґ = P4ґ V4ґ /R = (0,45*106*0,249)/207,88 = 539.
t2ґ = 539 — 273 = 266 єC.