Цикл с подводом теплоты в изобарном термодинамическом процессе.




Цикл Карно

1кг воздуха совершает цикл Карно в пределах температур t1 = 6270C и t2 = 270C, причем наивысшее давление составляет 60 бар, а наименьшее -- 1 бар

Определить параметры состояния воздуха в характерных точках цикла, работу, термический кпд цикла и количество подведенного и отведенного тепла.

Принять:

- удельная массовая теплоёмкость воздуха ;

- газовая постоянная воздуха ;

- показатель адиабаты k = 1,4.

Решение

По зависимости для адиабатного сжатия определяем давление воздуха в характерной точке 2 цикла

Аналогично для точки 4

Внутренняя энергия рабочего тела в изотермных процессах неизменна и потому подведенная (отведенная) теплота равна работе изменения объёма в таких процессах.

Результирующая механическая работа рабочего тела за цикл

Термический кпд цикла

= 0,667 или η = 1 -

 

Из уравнения состояния – определим объём 1кг воздуха в характерных точках цикла. Полученные параметры состояния занесём в таблицу.

 

№ точки Параметр        
V, м3 0,861 0,671 0,0435 0,0552
P,бар   1,283   46,765
T,К        

 

Построим индикаторную диаграмму цикла Карно.

 


 

Закрашенная площадь внутри кругового замкнутого термодинамического процесса численно равна механической работе рабочего тела за цикл

Цикл Отто

Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при V = сопst определить параметры в характерных точках, полученную работу, термический кпд, количество подведенного и отведенного тепла, если дано: р1 = 1бар; t1 = 200C; ε = 3,6; λ = 3,33; к = 1,4.

Принять:

- удельная массовая теплоёмкость воздуха ;

- газовая постоянная воздуха ;

- показатель адиабаты k = 1,4.

В цикле Отто реализуется адиабатное сжатие. Используя уравнение адиабаты определим давление и температуру рабочего тела в конце процесса сжатия.

и

Используя уравнения изохорного процесса и степень повышения давления λ,

определим давление и температуру рабочего тела в конце процесса изохорного подвода теплоты

В цикле Отто реализуется адиабатное расширение. Используя уравнение адиабаты определим давление и температуру рабочего тела в конце процесса расширения.

 

и

Теплота в цикле Отто подводится только в изохорных процессах 2-3 и 4-1. Определим теплоту в этих процессах.

и

 

Работа рабочего тела за цикл

 

Термический кпд цикла

Выполним проверку, используя зависимость для кпд цикла Отто

Из уравнения состояния – определим объём 1кг воздуха в характерных точках цикла. Полученные параметры состояния занесём в таблицу.

 

  № точки Параметр        
V, м3 0,841 0,234 0,234 0,841
P,бар   6,009 20,01 3,33
T,К        
           

 

 

Построим индикаторную диаграмму цикла Отто.

 

 


Цикл с подводом теплоты в изобарном термодинамическом процессе.

Для цикла с подводом тепла при р = сопst определить параметры в характерных точках, полезную работу, термический кпд, количество подведенного и отведенного тепла, если дано: р1 = 1бар; t1 = 200C; ε = 12,7; ρ = 2; к = 1,4.

Принять:

- удельная массовая теплоёмкость воздуха ;

- газовая постоянная воздуха ;

- показатель адиабаты k = 1,4.

 

Этот цикл отличается от цикла Отто только тем, что теплота подводится к рабочему телу в изобарном процессе. Поэтому воспользуемся последовательностью решения и зависимостями, изложенными в решении задачи для цикла Отто, а теплоту рассчитаем для изобарного процесса.

и

Используя уравнения изобарного процесса и степень предварительного расширения ρ, определим давление и температуру рабочего тела в конце процесса изобарного подвода теплоты

В цикле с подводом теплоты при постоянном давлении реализуется адиабатное расширение. Используя уравнение адиабаты определим давление и температуру рабочего тела в конце процесса расширения.

 

и

Теплоту, подведенную в изобарном процессе определим по уравнению

 

Определим теплоту, отведенную в изохорном процессе 4-1.

 

Работа рабочего тела за цикл

 

Термический кпд цикла

 

Выполним проверку, используя зависимость для кпд цикла с подводом теплоты в изобарном процессе.

 

Погрешность расчёта меньше одного процента.

Из уравнения состояния – определим объём 1кг воздуха в характерных точках цикла. Полученные параметры состояния занесём в таблицу.

 

  № точки Параметр        
V, м3 0,841 0,0662 0,1324 0,841
P,бар   35,101 35,101 2,639
T,К   809,82
           

 

 

Построим индикаторную диаграмму цикла

 


 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: