Газовый цикл тепловых двигателей и установок - Физика и энергетика методичка

Главная

Физика и энергетика
Газовый цикл тепловых двигателей и установок

Работа энергетических установок. Термодинамический анализ циклов энергетических установок. Изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный и политропный процессы. Проведение термодинамического исследования идеального цикла теплового двигателя.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ижевский государственный технический университет
Методические указания к выполнению курсовой работы
« Газовый цикл тепловых двигателей и установок»
«Газовый цикл тепловых двигателей и установок» - методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Термодинамика и теплообмен ДВС» - Ижевск, 2005. - 21 с.
В методических указаниях изложены теоретические основы термодинамического анализа циклов энергетических установок, приведены варианты заданий к курсовой работе, порядок выполнения и пример оформления курсовой работы.
Методические указания предназначены для студентов Машиностроительного факультета специальностей 160302 («Ракетные двигатели»), 140501 («Двигатели внутреннего сгорания») и направлениям 160100 («Авиа- и ракетостроение»), 140502 («Энергомашиностроение»).
1. Теоретические основы термодинамического анализа циклов
3. Пример выполнения расчетов в курсовой работе
4. Порядок оформления курсовой работы
Работа энергетических установок основана на реализации термодинамического цикла. Циклом называется замкнутый круговой процесс, при осуществлении которого рабочее тело, пройдя ряд последовательных состояний, возвращается в исходное состояние. Система непрерывного перевода теплоты в работу, путем осуществления кругового процесса в направлении по часовой стрелке, называется тепловым двигателем. Для определения параметров тепловых двигателей проводят анализ рабочего процесса двигателя.
В задании на курсовую работу приведены варианты рабочих диаграмм идеальных термодинамических циклов тепловых двигателей, которыми заменяют термодинамический процесс реального рабочего двигателя.
Задачами курсовой работы является проведение термодинамического исследования идеального цикла теплового двигателя; определения работы цикла , термического к.п.д. , индикаторного давления , а также построения тепловой диаграммы процесса (в координатах ). Результаты необходимо представить в соответствии с рекомендуемым порядком выполнения и оформления.
1. Теоретические основы термодинамического анализа циклов [1]
Метод исследования анализа идеального термодинамического цикла основан на определении параметров состояния составляющих процессов и состоит в следующем:
1. Выводятся уравнения процесса, устанавливается взаимосвязь между начальными и конечными параметрами рабочего тела.
4. Находится изменение внутренней энергии .
6. Цикл отображается в масштабе в рабочей и тепловой диаграммах.
Практический интерес представляют частные случаи изменения состояния газа, составляющие цикл: изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный и обобщающий политропный процессы.
Изохорный процесс - процесс, происходящий в физической системе при постоянном объеме.
Уравнение изохорного процесса имеет вид: . Давления газа пропорционально абсолютным температурам:
В изохорном процессе работа расширения не совершается:
Из уравнения первого закона термодинамики следует:
Вся подведенная теплота расходуется на изменение внутренней энергии рабочего тела. При для двух значений температур ( и ):
Изменение энтропии изохорического процесса:
При изменение энтропии процесса для двух значений температур ( и ) определится:
Изобарный процесс - процесс, происходящий в физической системе при постоянном внешнем давлении.
Уравнение изобарного процесса имеет вид: .
Объемы газа пропорциональны абсолютным температурам:
В изобарном процессе совершается работа расширения:
Из уравнения первого закона термодинамики следует:,
Вся подведенная теплота расходуется на изменение энтальпии рабочего тела.
При для двух значений температур ( и ):
Изменение внутренней энергии изобарного процесса:
При для двух значений температур ( и ):
Изменение энтропии изобарного процесса:
При изменение энтропии процесса для двух значений температур ( и ) определится:
Изотермический процесс - процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре.
Уравнение изотермического процесса имеет вид: .
Давления обратно пропорциональны объемам газа:
В изотермическом процессе работа расширения:
В изотермическом процессе не происходит изменения внутренней энергии и энтальпии т.к. :
Из первого закона термодинамики . Все количество теплоты, подведенное к газу, затрачивается на совершение работы в процессе расширения:
Изменение энтропии изотермического процесса:
Изменение энтропии процесса для двух точек процесса:
Адиабатный процесс - процесс, происходящий в физической системе не получающей теплоту из вне и не отдающей ее, т.е. отсутствует теплообмен рабочего тела с окружающими системами.
Уравнение адиабатного процесса имеет вид: .
Давления обратно пропорциональны объемам в степени :
Работа расширения в адиабатном процессе:
Используя уравнение состояния и соотношения:
можно получить приведенные соотношения для работы расширения в адиабатном процессе:
В адиабатном процессе не происходит теплообмена рабочего тела с окружающими системами . Из первого закона термодинамики следует, что работа совершается только за счет изменения внутренней энергии:
При для двух значений температур ( и ):
Изменение энтропии в адиабатном процессе:
Энтропия является величиной постоянной .
Политропный процесс - термодинамический процесс изменения состояния физической системы, в течение которого сохраняется постоянство теплоемкости.
Рис. 1.5 Сводные графики политропных процессов
Уравнение политропного процесса имеет вид: .
Давления обратно пропорциональны объемам в степени :
Коэффициент политропы считается для отдельно взятого процесса величиной постоянной значение которой могут изменятся .
При известный параметрах состояния:
Работа расширения в политропном процессе:
Используя уравнение состояния и соотношения:
можно получить приведенные соотношения для работы расширения в адиабатном процессе:
Изменение внутренней энергии в политропном процессе:
При для двух значений температур ( и ):
Изменение энтальпии в политропном процессе
При для двух значений температур ( и ):
Количество теплоты в политропном процессе:
При и для двух значений температур ( и ):
Изменение энтропии в политропном процессе:
Энтропия в политропном процессе определится по зависимости:
Политропный процесс обобщает всю совокупность основных термодинамических процессов.
В приведенных ниже вариантах заданий на курсовую работу рассматривается газовые циклы тепловых двигателей.
Основное допущение для термодинамического расчета газового цикла теплового двигателя: рабочим телом является атмосферный воздух не изменяющейся массой .
Известные параметры воздуха при нормальных условиях: ; ; . Задается цикл в координатах , без учета масштаба.
1. Определить параметры p , v , T , u , i для основных точек цикла.
2. Найти: n , , , , , для каждого процесса, входящего в состав цикла.
3. Определить работу цикла , термический к.п.д. цикла и индикаторное давление.
4. Полученные данные поместить в сводные таблицы.
5. Построить цикл в координатах и , соблюдая масштаб построения. Каждый процесс должен быть построен по двум-трем промежуточным точкам. При выполнении задания следует обратить внимание на физический смысл величин и их размерности.
Рис. 2. 1 Вариант 1 Рис. 2. 2 Вариант 2 Рис.2.3 Вариант 3
Рис.2.4 Вариант 4 Рис.2.5 Вариант 5 Рис.2.6 Вариант 6
Рис. 2. 7 Вариант 7 Рис. 2. 8 Вариант 8 Рис.2.9 Вариант 9
Рис.2.10 Вариант 10 Рис.2.11 Вариант 11 Рис.2.12 Вариант 12
Рис.2.13 Вариант 13 Рис.2.14 Вариант 14 Рис.2.15 Вариант 15
Рис.2.16 Вариант 16 Рис.2.17 Вариант 17 Рис.2.18 Вариант 18
Рис.2.19 Вариант 19 Рис.2.20 Вариант 20 Рис.2.21 Вариант 21
Рис.2.22 Вариант 22 Рис.2.23 Вариант 23 Рис.2.24 Вариант 24
Рис.2.25 Вариант 25 Рис.2.26 Вариант 26 Рис.2.27 Вариант 27
Рис.2.28 Вариант 28 Рис.2.29 Вариант 29 Рис.2.30 Вариант 30
3. Пример выполнения расчетов в курсовой работ е
Исходными данными для расчета являются следующие значения термодинамических параметров в точках:
p 1 = 4 атм; p 2 =16 атм; p 3 =6 атм; t 1 = 10 0 C . Теплоемкости процессов: ; . Удельная газовая постоянная воздуха .
Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре :
3. 5 Для каждого процесса, входящего в состав цикла, найдем n , c , u , i , s , q , l .
Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой, поэтому q = 0.
Работу процесса определим из уравнения первого закона термодинамики: так как
Для изотермического процесса 2-3 при Т = const показатель политpопы .
Теплоемкость , так как для изотермы dТ = 0 , то ;
Удельное количество теплоты, участвующее в изотермическом процессе, равно: при изотермическом процессе работа численно равна количеству теплоты:
Для адиабатного процесса 3-4 пpи ; , так как для адиабаты dq = 0 , то c = 0 ;
Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой, поэтому q = 0.
Работу процесса определим из уравнения первого закона термодинамики:
Для изобарического процесса 4-1 при n = 0 и теплоемкости
Для адиабатного процесса 1-1' при ;
, так как для адиабаты dq = 0 , то c = 0 ;
Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой, поэтому q = 0.
Работу процесса определим из уравнения первого закона термодинамики: так как то .
Для адиабатного процесса 1'-1'' при ;
, так как для адиабаты dq = 0 , то c = 0 ;
Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой, поэтому q = 0.
Работу процесса определим из уравнения первого закона термодинамики: так как то .
Для изотермического процесса 2-2' при Т = const показатель политропы .
Теплоемкость , так как для изотермы dТ = 0 , то ;
Удельное количество теплоты, участвующее в изотермическом процессе, равно:
при изотермическом процессе работа численно равна количеству теплоты
Для изотермического процесса 2'-2'' при Т = const показатель политропы .
Теплоемкость , так как для изотермы dТ = 0 , то ;
Удельное количество теплоты, участвующее в изотермическом процессе, равно:
при изотермическом процессе работа численно равна количеству теплоты
Для адиабатного процесса 3-3' при ;
, так как для адиабаты dq = 0 , то c = 0 ;
Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой, поэтому q = 0.
Работу процесса определим из уравнения первого закона термодинамики:
Для изобарического процесса 4-4' при n = 0 и теплоемкости
Для изобарического процесса 4'-4'' при n = 0 и теплоемкости
3.6 Определяем работу цикла l ц , q ц , термический к.п.д. t , а так же среднее индикаторное давление p i :
Таблица 3. 1 . Термодинамические параметры процесса в точках
Таблица 3. 2 . Термодинамические параметры процесса в дополнительных точках
Таблица 3.3. Изменение т ермодинамических параметр ов процесса в основных точках
Таблица 3. 4 . Изменение т ермо динамически х параметр ов процесса в дополнительны х точк ах
Рис. 3.2 Рабочая диаграмма процесса
Рис. 3.3 Тепловая диаграмма процесса
4. Порядок оформления курсовой работы
Термодинамический анализ работы теплового двигателя. Основные понятия, используемые в термодинамическом анализе работы ядерных энергетических установок. Промежуточная сепарация и промежуточный перегрев пара в идеальных циклах паротурбинных установок. контрольная работа [855,1 K], добавлен 14.03.2015
Газовый цикл и его четыре процесса, определяемые по показателю политропы. Параметры для основных точек цикла, расчет промежуточных точек. Расчет постоянной теплоемкости газа. Процесс политропный, изохорный, адиабатный, изохорный. Молярная масса газа. контрольная работа [170,3 K], добавлен 13.09.2010
Расчет термодинамического газового цикла. Определение массовых изобарной и изохорной теплоёмкостей. Процессы газового цикла. Изохорный процесс. Уравнение изохоры - v = const. Политропный процесс. Анализ эффективности цикла. Определение работы цикла. задача [69,7 K], добавлен 17.07.2008
Изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный процессы. Частные случаи политропного процесса. Чем выгодна совместная выработка электроэнергии и теплоты. Коэффициент теплоотдачи, его физический смысл и размерность. Изменение внутренней энергии. контрольная работа [709,8 K], добавлен 04.12.2013
Теплопередача как совокупность необратимых процессов переноса тепла, виды теплообмена: теплопроводность, конвекция, тепловое излучение. Основные термодинамические процессы и законы. Устройство энергетических установок тепловых и атомных электростанций. реферат [224,0 K], добавлен 12.07.2015
Изопроцессы как термодинамические процессы, в которых количество вещества и параметры состояния неизменны. Характеристика, графическое представление, формулы и физические законы, описывающие изобарный, изохорный, изотермический и адиабатический процессы. презентация [209,3 K], добавлен 18.05.2011
Предмет технической термодинамики. Свойства термодинамической системы. Основные термодинамические процессы: изохорный, изотермический, изобарный и адиабатный. Использование таблиц и диаграмм для термодинамических расчетов. Цикл Ренкина на перегретом паре. реферат [231,1 K], добавлен 01.02.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Газовый цикл тепловых двигателей и установок методичка. Физика и энергетика.
Реферат: Брестская крепость
Курсовая работа по теме Технологическая схема производства прямошовных труб большого диаметра
Реферат: Хамелеон 2
Эссе Татьяна Любимая Героиня Пушкина
Реферат по теме Микоплазменная инфекция у мужчин и женщин
Дипломная работа по теме Управление маркетингом на рынке интеллектуальных продуктов
Реферат по теме Виды финансовых рисков
Дипломная работа по теме Разработка приложения для решения нелинейного уравнения методом хорд и вычисления интеграла методом Симпсона
Теория спроса и предложения. Неценовые детерминанты спроса и предложения
Реферат по теме Договор найма (аренды) жилища
Сочинение Про Александра Матросова Когда Родился Он
Структура Эссе Ielts Academic
История Болезни На Тему Инфицированная Рана Верхней Конечности
Реферат: Великая тайна любви в творчестве Куприна. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Основные черты построения налоговой системы Франции
Реферат: Современная физическая картина мира
Доклад: Неоновая радужная рыбка
Курсовая работа: Стиль педагогического общения и его влияние на взаимоотношение с учащимися. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Античність у поетичних творах Яра Славутича
Реферат: Бабушкины россказни
Розвиток творчої діяльності на уроках трудового навчання - Педагогика курсовая работа
Реакция язычества на христианизацию Киевской Руси - История и исторические личности курсовая работа
Разработка маркетингового плана на автотранспорте - Транспорт методичка