Расчет газовой смеси. Определение массовых и объемных долей, газовых постоянных компонентов и смеси, теплоемкость смеси

Министерство образования РФ

Сибирский государственный  технологический

университет

Факультет АИТ

Учебная дисциплина:Теплотехника

Расчетно-графическая работа

Выполнил: студ. гр. 23-2 ___________ Кирюхин П.В.

              ^{(подпись)}

Проверила:

____________ Ахрямкина Л.Д.

         ^{(подпись)}

Красноярск 2001

Задание на РГР

1. Провести расчет газовой смеси; определить массовые и объемные доли, газовые постоянные компонентов и смеси, теплоемкость смеси.

2. Провести расчет параметров в точках: основных параметров состояния (P, V, T), характеристик состояния (энтропии, энтальпии, внутренней энергии).

3.  Определить изменение характеристик состояния процесса ().

4.  Рассчитать характеристики процессов (теплота и работа)

5. Расчет цикла: определение - циклов; определить подведенную и отведенную теплоту цикла; термический КПД цикла и КПД цикла Карно в интервале минимальных и максимальных температур цикла; изобразить циклы в P,V и T,S диаграммах.

Вариант №20

Исходный состав смеси	% состав смеси
	CO2	N2	H2O	O2
Объемный	10	50	11	29

Исходные данные	Процессы
	1-2	2-3	3-4	4-1
P1=0,1 МПа; P2=0,8 МПа; t2=4000C; g2-3=500 кДж/кгК	dq=0 P2>P1	Р=const	dq=0	Р=const
	Адиабатический	Изобарический	Адиабатический	Изобарический

Содержание

1 Расчет газовой смеси

1.1 Массовые доли

1.2Газовые постоянные

1.3Объемные доли

2 Расчет основных параметров состояний в крайних точках процесса (P, V, T)

3 Расчет теплоемкости смеси в интервале минимальных и максимальных температур

4 Расчет характеристик состояний в крайних точках процесса (h, U, S)

4.1 Расчет энтальпии

4.2 Расчет внутренней энергии

4.3 Расчет энтропии

5 Определение изменения характеристик состояний в процессе ()

5.1 Процесс 1-2 (адиабатный)

5.2 Процесс 2-3 (изобарический)

5.3 Процесс 3-4 (адиабатный)

5.4 Процесс 4-1 (изобарический)

6 Расчет КПД цикла и КПД цикла Карно в интервале минимальных и максимальных температур

Основной расчет

1 Расчет газовой смеси

1.1 Массовые доли

;

;

;

.

1.2 Газовые постоянные

;   Дж/кгК;

;    Дж/кгК;

;  Дж/кгК;

;    Дж/кгК.

;

 Дж/кгК;

1.3 Объемные доли

;   ;

;      ;

;  ;

;       .

2 Расчет параметров в крайних точках процесса

Так как процессы 2-3 и 4-1 изобарические, то Р₂=P₃=0,8*10⁶ Па и Р₄=P₁=0,1*10⁶ Па.

PV=RT; V=RT/P;

V₂=RT₂; V₂=(293,5*673)/0,8*10⁶=0,247 м³/кг;

; ;

По таблице П.1.1 выписываем значения теплоемкости газов С_Рi при t₂=400⁰ C.

к Дж/кгК;

 кДж/кгК;

 кДж/кгК;

к Дж/кгК;

Определяем суммарную теплоемкость газов при t₂=400⁰ C.

;

 кДж/кгК;

; к Дж/кгК;

K; ;

V₃=RT₃; V₃=(293,5*1096)/0,8*10⁶=0,4021 м³/кг;

Определяем показатель политропы ;  ;

;  м³/кг;

; К; .

По таблице П.1.1 выписываем значения теплоемкости газов С_Рi при t₃=823⁰ C.

 кДж/кгК;

 кДж/кгК;

 кДж/кгК;

кДж/кгК;

Определяем суммарную теплоемкость газов при t₂=400⁰ C.

;

 кДж/кгК;

;  кДж/кгК;

Определяем показатель политропы ;  ;

; ; м³/кг;

; K; .

3 Расчет теплоемкости смеси в интервале минимальных и максимальных температур

Т_min=401 K; t_min=128⁰ C;

Т_max=1096 K; t_max=823⁰ C;

;

 кДж/кгК;

 кДж/кгК;

к Дж/кгК;

 кДж/кгК;

;

к Дж/кгК;

; к Дж/кгК;

;  .

4  Расчет энтальпии, внутренней энергии, энтропии в крайних точках цикла

K; кПа;

 - энтальпия;

 - внутренняя энергия;

  - энтропия;

4.1 Расчет энтальпии

; кДж/кг;

; кДж/кг;

; к Дж/кг;

;  кДж/кг.

4.2 Расчет внутренней энергии

;   кДж/кг;

;  кДж/кг;

; к Дж/кг;

;  кДж/кг.

4.3 Расчет энтропии

; к Дж/кгК;

; к Дж/кгК;

;  кДж/кгК;

;  кДж/кгК.

5 Определение изменения характеристик состояний в процессе ()

5.1 Процесс 1-2 (адиабатный)

; кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кгК;

; кДж/кг.

5.2 Процесс 2-3 (изобарический)

;  кДж/кг;

 кДж/кг;

;  кДж/кгК;

; кДж/кг.

5.3 Процесс 3-4 (адиабатный)

; кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кгК;

; кДж/кг.

5.4 Процесс 4-1 (изобарический)

;  кДж/кг;

;  кДж/кг;

;  кДж/кгК;

; кДж/кг.

Таблица значений параметров в критических точках цикла

Точка	Р, МПа	t, 0C	T, K	U, кДж/кг	h, кДж/кг	S, кДж/кгK	V, м3/кг
1	0,1	128	401	417,92	535,74	0,6	1,1786
2	0,8	400	673	701,4	899,13	0,6	0,247
3	0,8	823	1096	1142,25	1464,26	1,2	0,4021
4	0,1	412	685	713,907	915,16	1,2	2,0106

Таблица значений параметров в процессе и в цикле

Процесс	l, кДж/кг	, кДж/кг	, кДж/кг	q, кДж/кг	, кДж/кгK
1-2	-216,403	283,48	363,39	0	0
2-3	-126,151	440,85	565,13	500	0,6
3-4	411,1	-428,343	-549,1	0	0
4-1	81,2	-295,987	-379,42	-350,42	-0,6
Цикл	149,75	0	0	149,6	0

6 Расчет КПД цикла и КПД цикла Карно в интервале минимальных и максимальных температур

Подведенная теплота цикла  кДж/кг;

Отведенная теплота цикла   кДж/кг;

КПД цикла:

;

;

КПД цикла Карно:

;

.