Расчет начальных параметров и характеристик

З А Д А Ч А №1.

М_N2 = 0,4 кмоль М_О2 = 0,6 кмоль Р₁=1МПа Т₁ = 1000 К, расширяется до Р₂=0,33МПа. по изотерме, адиабате и политропе n=1,6. Определить R, M, V, L, Q, DU, DH, DS.

Решение.

Расчет начальных параметров и характеристик

Масса смеси:

28·0,4+32·0,6=11,2+19,2=30,4кг

Газовая постоянная

, где -универсальная газовая постоянная = 8314

молекулярная масса смеси, g-массовая доля.

; Cp =?

Cv =?

По уравнению Менделеева-Клапейрона PV=mRT найдём первоначальный объём смеси:

Расчет конечных параметров и характеристик

Изотермическое расширение (робочий хід дизельного двигуна)

При изотермном процессе расширение происходит при постоянной температуре Т=const .По уравнению изотермы находим конечный обьем смеси

Энтальпия зависит только от температуры, но т.к. изменение температуры=0, то и изменение энтальпии будет равно нулю.

Согласно первому началу термодинамики в изотермическом процессе работа расширения равна теплоте:

·ΔS= 3454,6 , где изменение энтропии

S₂ – S₁ = ΔS=R ln кДж/кг

Представление процесса в PV и TS координатах:

Адиабатное расширение (робочий хід карбюраторного двигуна)

Адиабатный – это процесс, при котором рабочее тело не обменивается теплотой с окружающей средой g=0.

Не учитывая зависимость от температуры для 2-х атомной смеси показатель адиабаты

Представление процесса в PV и TS координатах

По уравнению адиабаты находим Т₂ = 700 К.

По уравнению Менделеева-Клапейрона найдём конечный объём смеси

Изменение энтропии равно нулю, т.к. теплообмена нет: ΔS=

Изменеие внутренней энергии Δ

Изменеие энтальпии Δi=

Работа процесса l =-ΔU=215

Политропный процесс

происходит при постоянной теплоёмкости C_п.Не учитывая зависимость от температуры для 2-х атомной смеси показатель политропы ,

откуда С_П = (1,6 20,8 – 29,1) / (1,6– 1) 0,029 = 0,36 кДж/кг К

По уравнению политропы находим Т₂ = 660 К.

По уравнению Менделеева-Клапейрона найдём конечный объём смеси

Изменение уд. энтропии: ΔS=С_п ln(T₂/T₁) = 0,36 ln (660/1000) = –0,125 кДж /.кг К

Изменеие уд. энтальпии Δi=

Изменеие уд. внутренней энергии Δ

уд. Работа процесса l =-R(T ₂ – T ₁) / (n – 1) = 273 (660 – 1000) / (1,6 – 1) = 154,7

уд. Теплота: Δq = С_п (T₂ – T₁) =

Изменеие внутренней энергии

Работа процесса

Теплота:

P1 1 2

T2

1

P2 2 T1

V1 V2 V S1 S2

Задача №2

1кг водяного пара с начальным давлением 4,5 МПа и степенью сухости 0,93 изотермически расширяется; при этом к нему подводится теплота q=420 КДж/кг (работа котла с паровой машиной). Определить параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить также задачу,если расширение проходит изобарно (работа котла с паровой турбиной).

Дата добавления: 2015-12-08