Расчётно – графическая работа № 1
Термодинамический расчет газового цикла
1. Задание
Для заданного в pv- диаграмме газового цикла, к котором рабочим телом является идеальный газ, необходимо: определить недостающие параметры в характерных точках цикла; рассчитать для каждого процесса изменение внутренней энергии, работу, количество тепла, изменение энтальпии и энтропии; для цикла в целом определить количество подведённого и отведённого тепла, работу цикла, термический к.п.д. цикла; изобразить в выбранном масштабе термодинамический цикл в диаграммах pv- и Ts-.
2.Порядок расчёта
1. Определение недостающих параметров в характерных точках цикла.
2. Определение изменения внутренней энергии, работы, количества тепла, энтальпии и энтропии процессов цикла.
3. Для цикла в целом – определение количества подведённого и отведённого тепла, работы цикла, термического к.п.д. цикла.
4. Построение в выбранном масштабе термодинамического цикла в диаграммах pv- и Ts-.
3. Исходные данные
Параметры в характерных точках цикла
P1= 0,0784 МПа;
Р3= 1,5691 МПа;
V5= 6,060 м3/кг;
Т3= 3200 К;
Т5= 2000 К.
Рабочее тело - азот.
4. Расчет
1. Определение недостающих параметров в характерных точках цикла.
Индивидуальная газовая постоянная
,
Где: Rµ - универсальная газовая постоянная, Rµ = 8314,34 Дж/кмоль·К
m = 28 кг/кмоль- молекулярная масса азота
Точка 1. = R; T1= = 0,0016 106 К = 1600 К
Точка 3. P3 V3 = R T3; V3= = 0, 606 м3/кг
Точка 2. P1 V1= P2 V2; P2= = 0,784 МПа
Точка 5. , P5 = = 0,098 МПа
Точка 4. P4 V4 = P3 V3; V4 = = 9,703 м3/кг
Таблица 1
Параметры состояния в характерных точках газового цикла
№ варианта |
Точка цикла
параметры
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
24
|
Р, МПа
|
0,0784
|
0,784
|
1,5691
|
0,098
|
0,098
|
V, м3/кг
|
6,060
|
0,606
|
0,606
|
9,703
|
6,060
|
Т, К0
|
1600
|
1600
|
3200
|
3200
|
2000
|
Рабочее тело
|
Азот N2
|
Найденные параметры газового цикла выделены.
2. Определение изменения внутренней энергии, работы, количества тепла, изменения энтальпии и энтропии процессов цикла.
Определение массовых изохорной и изобарной теплоёмкостей.

где – мольные изобарная и изохорная теплоёмкости, кДж/(кмоль ·К)
Таблица 2
Приближенные значения мольных теплоемкостей при постоянном объеме и постоянном давлении ( )
Газы |
, кДж/(кмоль ·К)
|
, кДж/(кмоль ·К)
|
Одноатомные
|
12,56
|
20,93
|
Двухатомные
|
20,93
|
29,31
|
Трехатомные
|
29,31
|
37,68
|
|