Расчет теплофизических свойств газа

Задание

Выполнить расчеты теплофизических свойств газа.

1)  газ идеальный;

2)  с учетом реальных свойств газа.

Исходные данные:

3)  газ – метан (CH₄);

4)  начальное давление p_н = 6,2 МПа;

5)  конечное давление р_к = 8,8 МПа;

6)  начальная температура Т_н = 296 К;

7)  политропный кпд η_п = 0,85.

1) Идеальный газ

Газовая постоянная:

где,  - молярная масса метана.

Показатель политропы:

,

где k=1,32 – показатель адиабаты.

Температура газа в конце сжатия:

Плотность газа:

– начальная ;

– конечная .

Работа сжатия:

Изохорная теплоемкость:

Изобарная теплоемкость:

Изменение энтальпии:

.

Таблица 1 – Параметры идеального газа.

Параметр	На входе	На выходе
Давление, МПа	6,4	9,5
Газовая постоянная, Дж/кг∙К	519,6
Плотность, кг/м3	43,4	56,5
Коэффициент сжимаемости	1
Разность энтальпий, кДж/кг	67
Температура, К	288	320
Изохорная теплоемкость, кДж/кг∙К	1,574
Изобарная теплоемкость, кДж/кг∙К	2,094
Показатель адиабаты	1,33

2) Реальный газ

   Расчет теплофизических свойств газа по методу Загорученка.

Таблица 2 – Параметры реального газа в точке 1

Параметр	Значение
Давление, МПа	6,2
Плотность, кг/м3	45,76
Коэффициент сжимаемости	0,89449
Энтальпия, кДж/кг∙К	556,1
Энтропия, кДж/кг∙К	9,148
Температура, К	296
Изобарная теплоемкость, кДж/кг∙К	2,646
Показатель адиабаты	1,374

Параметры точки 2_S находим при значении давления МПа, и энтропии  кДж/кг∙К.

Таблица 3 – Параметры реального газа в точке 2_S

Параметр	Значение
Давление, МПа	8,8
Плотность, кг/м3	59,57
Коэффициент сжимаемости	0,90567
Энтальпия кДж/кг∙К	611,7
Энтропия кДж/кг∙К	9,155
Температура, К	326
Изобарная теплоемкость, кДж/кг∙К	2,755
Показатель адиабаты	1,413

          Энтальпия точки 2 находится по формуле:

 кДж/кг∙К

          Все параметры точки 2 находятся по значению давления МПа  и энтальпии  кДж/кг∙К.

Таблица 4 – Параметры реального газа в точке 2

Параметр	Значение
Давление, МПа	8,8
Плотность, кг/м3	58,51
Коэффициент сжимаемости	0,91081
Энтальпия кДж/кг∙К	622,7
Энтропия кДж/кг∙К	9,189
Температура, К	330
Изобарная теплоемкость, кДж/кг∙К	2,746
Показатель адиабаты	1,408

          Расчет теплофизических свойств газа методом обобщенных зависимостей

Согласно [1] табл. Б.1, с.50 определяем критическое давление  и критичекую температуру 

МПа; К.

Приведенная начальная температура

Приведенная конечная температура

Приведенное начальное давление

Приведенное конечное давление

Согласно [1] рис.Б.1, с. 51 определяем коэффициенты сжимаемости при начальных и конечных условиях 

 ;.

Изобарная теплоемкость

, Дж/(кг*К)

где   - коэффициент, который находится по [1] табл. Б.1 с.50.

        - поправка к теплоемкости, которая находится по [1] рис. Б.2 с.52.

 - при начальных условиях

Дж/(кг*К)

- при конечных условиях

Дж/(кг*К).

Теплоемкость при постоянном объеме

,Дж/(кг*К)

где  - фукции сжимаемости, которые определяются в зависимости от  и  по [1] рис. Б.3 и Б.4. 

- при начальных условиях

Дж/(кг*К)

- при конечных условиях

Дж/(кг*К).

Литература

1.  Калінкевич М.В. Варіантний розрахунок відцентрового компресора: Навчальний посібник. – Суми: Вид-во СумДу, 2008. – 55с.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ

Индивидуальное задание №1

по дисциплине

 “Спецразделы теплофизики”

на тему:

“Расчет теплофизических свойств газа”

Выполнил                                                                                        Лыстопад А.В.

Группа                                                                                                                   К-51

Вариант                                                                                                                     29

Проверил                                                                                         Каленкевич Н.В.                    

Сумы 2008