Создан заказ №3932405
1 мая 2019
6 3 Тепловая машина работает по циклу Карно Температура T1 в режиме изотермического расширения равна 1190 К
Как заказчик описал требования к работе:
Нужен аспирант или преподаватель, чтобы помочь сделать решение задач по теплоэнергетике и теплотехнике, сроки очень сжатые. Отзовитесь, пожалуйста!
Фрагмент выполненной работы:
6.3. Тепловая машина работает по циклу Карно. Температура T1 в режиме изотермического расширения равна 1190 К, а в режиме изотермического сжатия – 380 К. Давление в начале изотермического сжатия составляет 0,08 МПа. При изотермическом расширении рабочему телу сообщается теплота q1 = 88 кДж/кг. В качестве рабочего тела использован азот с показателем адиабаты k = 1,4, газовая постоянная R = 0,297 кДж/(кг∙К). (работа была выполнена специалистами author24.ru) Определить параметры цикла в характерных точках, степень сжатия и степень повышения давления, работу за цикл и КПД. Построить цикл в координатах PV и TS.
Рис. 1. Схема цикла Карно.
Исходные данные:
Таблица 1
Вариант р3, МПа Т3, К Т1, К q12, кДж/кг
- 0.08 380 1190 38
Решение:
1. Определим физические параметры рабочего тела.
Газовая постоянная R = 297 кДж/(кг∙К).
Показатель адиабаты: k = 1,4
Теплоемкость при постоянном объеме:
Cv=Rk-1=2971,4-1=743 Дж/(кг∙К)
Теплоемкость при постоянном давлении:
Cр=Cv+R=743+297=1040 Дж/(кг∙К)
2. Рассчитываем термодинамические параметры смеси в характерных точках цикла.
Считаем, что теплоемкость газа остается неизменной во всех точках термодинамического процесса.
Давление газа pi , объем vi или температуру Ti вычисляем на основании уравнения состояния идеального газа:
pivi=RTi (1)
где R − газовая постоянная, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К;
vi- удельный объем газа в точке i, м3/кг.
Внутреннюю энергию газа вычисляем по формуле:
ui=Cv∙Тi (2)
где Cv-теплоемкость при постоянном объеме, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К.
Энтальпию газа вычисляем по формуле:
hi=Cp∙Тi (3)
где Cv-теплоемкость при постоянном объеме, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К.
Энтропию газа вычисляем по формуле:
Si=Cp∙lnТiТ0-R∙lnpip0 (4)
где Cp-теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг·К);
Т0 = 273 K – абсолютная температура, при которой энтропия равна нулю;
р0 = 0,1013 МПа – давление газа, при котором энтропия равна нулю;
R − газовая постоянная, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К;
pi-давление газа в точке i, Па.
2.1. Находим параметры газа в точке 3.
Давление:
p3 = 0,08 MПа
Температура:
Т3 = 107 ℃ = 380 K
Удельный объем газа по (1):
υ3 = 297 · 380 = 1,411 м3/кг
0,08 ∙106
Внутренняя энергия по (2):
u3 = 742 ∙ 380 = 282 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h3 = 1039 ∙ 380 = 395 кДж/кг
Энтропия по (4).
s3 = 1039 ·ℓn 380 – 297 ·ℓn 0,08 = 413,7 Дж/(кг·К)
273
0,1013
2.2. Находим параметры газа в точке 2 после адиабатного процесса 2-3.
Температура (по условию задачи):
Т2 = Т1 = 1190 K
Удельный объем по соотношению для адиабатного процесса 2-3. :
v2=v3∙T3T21/(k-1)
υ2 = 1,411 · ( 380 ) 2,5 = 0,081 м3/кг
1190
Давление по соотношению для адиабатного процесса:
p2=p3∙v3v2k
p2 = 0,08 · ( 1,411 ) 1,4 = 4,35 МПа
0,081
Внутренняя энергия по (2):
u2 = 742 ∙ 1190 = 883 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h2 = 1039 ∙ 1190 = 1236 кДж/кг
Энтропия в адиабатном процессе неизменна:
s2 = s3 = 413,7 Дж/(кг·К)
2.3. Находим параметры газа после изотермического процесса 1-2.
Температура (по условию изотермического процесса):
Т1 = 1190 K
Давление газа определим из соотношения для количества теплоты изотермического процесса
q12=RT1∙lnp1p2 (5)
p1=p2∙expq12RT1
p1 = 4,35 ·exp( 38000 )= 4,84 МПа
297 ∙ 1190
Удельный объем газа по (1):
υ1 = 297 · 1190 = 0,073 м3/кг
4,841 ∙106
Внутренняя энергия в изотермическом процессе не меняется:
u1 = u2 = 883 кДж/кг
Энтальпия в изотермическом процессе не меняется:
h1 = h2 = 1236 кДж/кг
Энтропия по (4).
s1 = 1039 ·ℓn 1190 – 297 ·ℓn 4,84 = 381,2 Дж/(кг·К)
273
0,1013
2.4. Находим параметры газа после адиабатного процесса 1-4.
Температура (по условию изотермического процесса 3-4):
Т4 = Т3 = 380 K
Давление по соотношению для адиабатного процесса:
p4=p1∙T4T1k/(k-1)
p4 = 4,84 · ( 380 ) 3,5 = 0,09 МПа
1190
Удельный объем по соотношению для адиабатного процесса:
v4=v1∙T1T41/(k-1)
υ4 = 0,073 · ( 1190 ) 2,5 = 1,27 м3/кг
380
Внутренняя энергия по (2):
u4 = 742 ∙ 380 = 282 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h4 = 1039 ∙ 380 = 395 кДж/кг
Энтропия в адиабатном процессе неизменна:
s4 = s1 = 381,2 Дж/(кг·К)
Полученные результаты заносим в таблицу:
Таблица 4. Значения параметров и функций состояния в характерных точках цикла
Точка p,
МПа υ,
м3/кг t, °C Т, К u,
кДж/кг h,
кДж/кг s,
Дж/(кг·K)
1 4,841 0,073 917 1190 883,0 1236,4 381,2
2 4,35 0,081 917 1190 883,0 1236,4 413,7
3 0,08 1,411 107 380 282,0 394,8 413,7
4 0,089 1,267 107 380 282,0 394,8 381,2
3. Рассчитываем изменений функций состояния ∆u, ∆h, ∆s.
Расчет производим по формуле: ∆Z = Zкон − Zнач
Zкон и Zнач − соответственно конечное и начальное состояние функции. Рассчитанные данные помещаем в таблицу 5.
4...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
2 мая 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
6 3 Тепловая машина работает по циклу Карно Температура T1 в режиме изотермического расширения равна 1190 К.jpg
2019-05-05 14:01
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Спасибо, автору за работу! Очень ответственный, доводит всё до конца. Очень мне помогли за что большое спасибо!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
