Анализ термодинамических процессов и циклов в тепловых двигателях и установках. Определение начальных параметров газа, страница 3

, где:  удельная средняя массовая изобарная теплоёмкость,

6 Количество теплоты , Дж/ч, отводимое от газа в одной ступени вычисляется по выражению.

, где:  - удельная средняя массовая теплоёмкость политропного процесса, ; определяющаяся по выражению

, где:  - удельная средняя массовая изохорная теплоёмкость, ,

 (воздух)

, следовательно

7 Общее количество теплоты , Дж/ч, отводимое от газа в компрессорной машине

, где:  - число промежуточных холодильников

8 Количество охл. воды , прокачиваемой через компрессорную машину, кг/ч,

, где:  - удельная средняя массовая изобарная теплоемкость воды, , принимаем .

9 Изменение энтропии  в процессе политропного сжатия в ступени компрессора, ,


10 Расчетные точки, для построения графика процесса политропного сжатия в  координатах

, К

, кДж/К

300

0

315

-0,137

330

-0,267

345

-0,391

360

-0,511

377,75

-0,645

11 Работа , Дж/ч, эквивалентного одноступенчатого компрессора

12 Теоретическая мощность , Вт, эквивалентного одноступенчатого компрессора

13 Производительность , м3, эквивалентного компрессора из уравнения

, отсюда выразим


14 Расчетные точки, для построения графика процесса эквивалентного одноступенчатого компрессора в  координатах

, МПа

, м3

0,10

10,00

0,40

3,443

0,80

2,020

1,20

1,479

1,60

1,185

2,00

0,998

15 Температура , К, в конце политропного сжатия определится из

, отсюда

16 Изменение энтропии  в многоступенчатом компрессоре,

17 Расчетные точки, для построения графика процесса изобарного охлаждения в многоступенчатом компрессоре в  координатах

, К

, кДж/К

377,75

0

360

-0,565

345

-1,064

330

-1,586

315

-2,132

300

-2,705

18 Полное изменение энтропии , , в политропном процессе сжатия в эквивалентном одноступенчатом компрессоре

19 Расчетные точки, для построения графика процесса политропного сжатия в  координатах

, К

, кДж/К

300

0

360

-0,511

420

-0,942

480

-1,316

540

-1,646

598,91

-1,936


Задача 3. Для идеального цикла ДВС определить параметры , и  во всех характерных точках, количество подведённой и отведённой теплоты, работу цикла, изменение энтропии и термический КПД, если известны начальные параметры , ,  и безразмерные характеристики , , . Рабочее тело - воздух, процессы сжатия и расширения - политропные с показателями соответственно  и  (согласно таблице 3), удельные теплоёмкости - независимые от температуры. Для определения термического КПД вывести расчётную формулу. Построить цикл ДВС в   и  диаграммах в масштабе.

Дано:

 


Решение:

1 Расчет цикла начинаем с нахождения неизвестного начального параметра , с ис-пользованием уравнения состояния идеального газа Клапейрона

, где - газовая постоянная, , для воздуха, откуда

2 Удельный объем , , в конце политропного процесса сжатия находится по формуле

, откуда


3 Давление в конце политропного сжатия, , Па, определяется по уравнению

, откуда

 или

4 Расчетные точки, для построения графика процесса 1-2 в  координатах

, МПа

, м3/кг

0,10

0,861

0,70

0,199

1,40

0,118

2,10

0,087

2,80

0,07

3,345

0,062