Параметры газовой смеси в характерных точках

Расчетно-графическая работа №1

 

По дисциплине: «Теплотехника»

На тему: «Расчет газовой смеси »

 

 

Отметка о зачёте....

(дата)

 

Руководитель. ...Смолина Н.В.

(должность) (подпись) (И.О.Фамилия)

 

..

(дата)

 

Архангельск

Вариант 36

Расчетные данные.

1. Состав газовой смеси, % по объему:

кислород-50

углекислый газ-40

водяной пар-10

2. Начальные параметры газовой смеси (первая точка цикла):

давление р₁ =0,11 мПа

температура t₁ =30°С.

3. Показатели процессов заданного цикла:

процесс 1-2 n_1-2 = k;

процесс 2-3 n_2-3 =0;

процесс 3-4 n_3-4 = 1,2;

процесс 4-1 n_4-1 =0.

4. Степень сжатия = 3,6

5. Степень повышения давления. =1,0

6. Степень предварительного расширения =2,4

 

Расчет газовой смеси

Кажущаяся молярная масса газовой смеси, кг/кмоль, определяет­ся из уравнения

 

где _i - объемная доля i-ого газа;

_Mi - молярная масса i-ого газа, кг/кмоль;

n - число газов в смеси.

кг/кмоль.

Удельная газовая постоянная смеси, Дж/(кг*К), определяется через кажущуюся молярную массу:

Дж/(кг*К).

 

Удельная теплоемкость, кДж/(кг×К), при постоянном давлении для газовой смеси может быть определена по формуле:

,

где - массовая доля i -ого газа

- удельная теплоемкость i-oгo газа, кДж/(кг.К), при P=const

кДж/(кг.К).

Удельная теплоемкость, кДж/(кг*К), при V=const

где - молярная и удельная теплоемкости при V = const.

кДж/(кг.К).

Значения молярных теплоемкостей выбирают по таблице:

Газы	, кДж/(кмоль×К)	, кДж/(кмоль×К)
Двухатомные	5 × 4,19	7 × 4,19
Трех – и многоатомные	7 × 4,19	9 × 4,19

 

Проверка правильности вычисления удельных теплоемкостей, Дж/(кг×К), проводится по уравнению Майера: кДж/(кг.К) = 370 Дж/(кг.К)

%

Показатель адиабаты .

Удельный объем при нормальных условиях, м³/ кг:

 

м³/ кг.

Параметры газовой смеси в характерных точках

а) Параметры первой точки:

удельный объем, м³/кг,

,

де Т - абсолютная температура, Т 273К; Т 273=303 К

- абcoлютное давление = 0,11 , Па

м³/кг.

б) Параметры второй точки определяются в зависимости от харак­тера термодинамического процесса 1-2.

При адиабатном процессе (n=k):

1. Удельный объем м³/кг

2. Абсолютная температура К

3. Абсолютное давление Па

При проверке параметров второй точки должно выполняться равенство:

%

в) Параметры третьей точки определяются в зависимости от харак­тера процесса 2-3.

При изобарном процессе (n=0):

1. Удельный объем. ρ= м³/ кг;

2. Абсолютная температура К;

3. Абсолютное давление Па.

При проверке параметров точки должно выполняться равенство:

;

606891,157·0,43104=234,86·1114,46;

0,06%.

 

г) Параметры четвертой точки:

Если процесс 4-1 изобарный:

1. Па

2.при политропном процессе 3-4

абсолютное давление;

; Па;

абсолютная температура;

К.

%

 

Удельную энтропию в характерных точках цикла можно определить по формуле

S ,

где - удельная теплоемкость при постоянном объеме, Дж/(кг*К);

абсолютная температура в начальной точке процесса, К;

- абсолютная температура при нормальных условиях, Т=273 К;

R - удельная газовая постоянная, Дж/(кг*К);

удельный объем в начальной точке процесса, м /кг;

- удельный объем, м /кг, при = 101325 Па; Т =273К.

Дж/К;

Дж/К;

Дж/К;

Дж/К.

Изменение удельной внутренней энергии

Для всех процессов, кроме изотермического, изменение удельной внутренней энергии можно определить по формуле, Дж/кг,

;

.

 

Удельная работа газовой смеси в процессе, Дж/кг:

 

;

 

;

 

 

.

Удельное количество теплоты, подведённое или отведённое от газовой смеси, Дж/кг:

,т.к адиабатный

 

Дж/кг;

 

Дж/кг

%

Дж/кг.