Другие предметы \ Термодинамика

Определение параметров состояния рабочего тела и эксергии в характерных точках цикла, страница 2

6. Найдем количество теплоты

1-2: q = 0 кДж/кг

2-3: q = ∆u^2-3 = u₃- u₂ = 708,075 - 428,614 = 279,461 кДж/кг

3-4: q = ∆h^3-4 = h₄- h₃= 1586,476 - 980,585 = 605,891 кДж/кг

4-5: q = ∆u^4-5 + l_расш^4-5= -350,865 + 457,38 = 106,515 кДж/кг

q = ∆h^4-5 + l_пол^4-5 = -465,13 + 571,725 = 106,595 кДж/кг

5-1: q = ∆u^4-5 = u₅- u₁= 217,08 - 812,924 = -595,84 кДж/кг

q_ц = q_1-2+ q_2-3+ q_3-4+ q₄+ q_5-1 = 0 + 279,461 + 605,891 + 106,595 - 595,84 = 396,107 кДж/кг

7. Найдем КПД цикла

1. Термический КПД цикла

2. Действительный КПД цикла

3. Термический КПД цикла Карно

4. Термический КПД

III. Как изменятся КПД если ε увеличится на 20%

Параметры состояния в характерных точках цикла Таблица 3

Параметры	р	Т	v	u	h	*s^o*
Размерность Точки	МПа	К	м³/кг	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кгК
1	0,095	293	0,916	217,08	304,09	6,8184
2	1,338	626	0,139	469,082	654,923	7,61606
3	2,1408	1002	0,139	780,53	1077,973	8,14363
4	2,1408	1553	0,216	1285,87	1746,84	8,6742
5	0,35	1080	0,916	849,129	1169,718	8,23173

1. Из уравнения состояния найдем v₁:

, где R = 297 Дж/кгК

ε увеличивается на 20%, т.е. ε₁ =

2. Из коэффициента сжатия газа ε найдем v₂

найдем термодинамическую функцию θ₀₂ через известные объемы газа

находим по таблице Ривкина Т₂ = 626 К и из уравнения состояния находим р₂:

3. Так как процесс 2-3 изохорный, т.е. v = const, то v₂ = v₃. Из степени повышения давления λ найдем р₃:

Из уравнения состояния найдем Т₃:

4. Так как процесс 3-4 изобарный, т.е. р = const, то р₃ = р₄, тогда из степени предварительного расширения ρ найдем v₄:

Из уравнения состояния найдем Т₄:

5. Так как процесс 5-1 изохорный, т.е. v = const, то v₅ = v₁; n = 1,25

Характеристики процессов Таблица 4

Характеристики	∆u	∆h	∆s	*l_расш*	*l_полез*	q
Размерность Процессы	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кгК	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кг
1-2-адиабатный	252,002	350,833	0	-252,002	-350,833	0
2-3-изохорный	311,448	423,05	0,388	0	-111,589	311,488
3-4-изобарный	505,34	668,867	0,53057	163,647	0	668,867
4-5-политропный	-436,741	-577,122	0,0954	561,924	702,405	125,183
5-1-изохорный	-632,049	-865,628	-1,0146	0	233,58	-632,049
За цикл	0	0	-0,00063	473,569	473,563	473,489

Найдем изменение внутренней энергии

1-2: ∆u = u₂- u₁= 469,082 - 217,08 = 252,002 кДж/кг

2-3: ∆u = u₃- u₂= 780,53 - 469,082 = 311,448 кДж/кг

3-4: ∆u = u₄- u₃= 1285,87 - 780,53 = 505,34 кДж/кг

4-5: ∆u = u₅- u₄= 849,129 - 1285,87 = -436,741 кДж/кг

5-1: ∆u = u₁- u₅= 217,08 - 849,129 = -632,049 кДж/кг

∆u_ц = ∆u_1-2+ ∆u_2-3+ ∆u_3-4+ ∆u_4-5+ ∆u_5-1 = 252,002 + 311,448 + 505,34 - 465,13- 632,049 =

= 0 кДж/кг

Найдем изменение энтальпии

1-2: ∆h = h₂- h₁ = 654,923- 304,09 = 350,833 кДж/кг

2-3: ∆h = h₃- h₂ = 1077,973- 654,923= 423,05 кДж/кг

3-4: ∆h = h₄- h₃ = 1746,84- 1077,973= 668,867 кДж/кг

4-5: ∆h = h₅- h₄ = 1169,718- 1746,84= -577,122 кДж/кг

5-1: ∆h = h₁- h₅ = 304,09 - 1169,718= -865,628 кДж/кг

∆h_ц= ∆h_1-2+ ∆h_2-3+ ∆h_3-4+ ∆h_4-5+ ∆h_5-1 = 350,833 + 423,05 + 668,867 - 577,122 - 865,628 =

= 0 кДж/кг

1-2: l_расш = -∆u = u₁- u₂ = 217,08 – 469,082 = -252,002 кДж/кг

2-3: l_расш = 0 кДж/кг, т.к. процесс изохорный

3-4: l_расш = кДж/кг

4-5: l_расш = кДж/кг

5-1: l_расш = 0 кДж/кг, т.к. процесс изохорный

l_расш^ц = l_расш^1-2+ l_расш^2-3+ l_расш^3-4+ l_расш^4-5+ l_расш^5-1 = -252,002 + 0 + 163,647 + 561,924 + 0=

= 473,569 кДж/кг

1-2: l_пол = -∆h = h₁- h₂ = 304,09 – 654,923 = -350,833 кДж/кг

2-3: l_пол = кДж/кг

3-4: l_пол = 0 кДж/кг, т.к. процесс изобарный

4-5: l_пол = кДж/кг

5-1: l_пол = кДж/кг

l_пол^ц = l_пол^1-2+ l_пол^2-3+ l_пол^3-4+ l_пол^4-5+ l_пол^5-1 = -350,833 – 111,589 + 0 + 702,405 + 233,58 =

= 473,563 кДж/кг

1-2: q = 0 кДж/кг

2-3: q = ∆u^2-3 = u₃- u₂ = 708,075 – 469,082 = 311,448 кДж/кг

3-4: q = ∆h^3-4 = h₄- h₃= 1746,84 – 1077,973 = 668,867 кДж/кг

4-5: q = ∆u^4-5 + l_расш^4-5= 849,129-1285,87+561,9248 = 125,183 кДж/кг

q = ∆h^4-5 + l_пол^4-5 = 1169,718-1746,84+702,405= 125,283 кДж/кг

5-1: q = ∆u^4-5 = u₅- u₁= 217,08-849,129 = -632,049 кДж/кг

q_ц = q_1-2+ q_2-3+ q_3-4+ q₄+ q_5-1 = 0 + 311,488 + 668,867 + 125,183 - 632,049 = 473,489 кДж/кг

1-2: ∆S = 0 кДж/кг, т.к. процесс адиабатный

2-3: кДж/кгК

3-4: кДж/кгК

4-5: кДж/кгК

5-1: кДж/кгК

Термический КПД цикла

Действительный КПД цикла

Термический КПД цикла Карно

Термический КПД

При увеличении ε на 20%:

термический КПД цикла увеличивается на (42,84-39,95)% = 2,89%;

действительный КПД цикла увеличивается на (26,97-25,95)% = 1,02%;

термический КПД цикла Карно увеличивается на (81,13-78,87)% = 2,26%;

термический КПД цикла увеличивается на (42,8-40)% = 2,8%.

1 2

Скачать файл