Газовые смеси. Теплоемкость газов.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

P_бар=770 мм.рт.мт=102568 Па

Часовой расход дымовых газов=40000 м³/ч

P_вак=3 м.в.ст=2943 Па

Решение:

1. Кажущийся молекулярный вес дымовых газов:

=0, 12*44+0, 07*18+0, 17*32+0, 64*28=29, 9

2. Газовая постоянная дымовых газов:

= =278 Дж/кг

3. Массовые доли компонентов газов:

4. Парциальные давления компонентов:

=102658-2943=0, 99715*10⁵Па

Результаты расчета представлены в табл. 1

Параметры	СО₂	H₂O	О₂	N₂	Газовая смесь
	0.12	0.07	0.17	0.64	1, 000
кг/кмоль					29.9
кг/кмоль	5.28	1.26	5.44	17.92	_____
	0.128	0.0306	0.132	0.434	1, 000
P_i *10^-5, Па	0.1196	0.0704	0.1695	0.6382	0.99715

Таблица 1

5. Часовой расход воздуха. Расход воздуха определяется из уравнения теплового баланса воздухоподогревателя

Значения теплоемкостей компонентов дымовых газов и воздуха находим по приложению А на стр.73. значения теплоемкостей дымовых газов и воздуха рассчитываем по формулам. Средняя удельная теплоемкость компонентов при p=const в интервале темпера тур 0…300 ⁰С

= 0, 12*41, 760+0, 07*34, 579+0, 17*30, 404+0, 64*29, 29 кДж/кМоль*К
0, 12*41, 760+0, 07*34, 579+0, 17*30, 404+0, 64*29, 29=31, 346 кДж/кМоль*К

в интервале температур 0…120 ⁰С

0, 07*33, 8214+0, 12*38, 5+0, 17*29, 62+0, 64*29, 0686=30, 627 кДж/кМоль*К

в интервале температур 300…120 ⁰С

кДж/кМоль*К

=1, 42 кДж/кМоль*К

Средняя теплоемкость воздуха при p=const в интервале температур 20…170 ⁰С:

= кДж/кМоль*К

=1, 38 кДж/м³*К

Объем, занимаемый дымовыми газами, приведенный к нормальным условиям

=20, 080* Н*м³/ч

Часовой расход воздуха:

24, 794*10 ³Н*м³/ч

Часть 2

Циклы двигателей внутреннего сгорания.

Циклом или круговым процессом называют совокупность термодинамических процессов, в результате осуществления которых рабочее тело возвращается в исходное состояние. Работа кругового процесса изображается в р-v диаграмме (рис. 2) площадью, заключенной внутри замкнутого контура цикла. В результате осуществления прямого цикла (направление по часовой стрелке) совершается положительная работа. При обратном цикле (против часовой стрелки) работа считается отрицательной. Прямой цикл характерен для тепловых двигателей ( ), обратный – для холодильных установок ( ).

Если обозначить через и соответственно количество подведенного и отведенного от рабочего тела теплоты, то полезно использованная в цикле теплота находится по формуле:

Это количество теплоты в диаграмме T-s изображается площадью, заключенной внутри замкнутого цикла (рис. 3). Эта же площадь представляет собой и величину работы за один цикл. Степень совершенства процесса превращения теплоты в работу в круговых процессах характеризуется термическим к.п.д.:

рис.2 p-V диаграмма кругового рис. 3 T-s диаграмма кругового

процесса (цикла) процесс (цикла)

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме (цикл Отто).

Принцип действия двигателей с подводом теплоты при v=const ясен из рис. 4, на котором изображены схема и индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя. Идеализированный рабочий цикл как двухтактных, так и четырехтактных карбюраторных двигателей (двигателей быстрого сгорания) при v=const (при условии, что он осуществляется 1 кг рабочего тела) изображается на р-v и T-s диаграммах, как указано на рис. 5 и 6.

Рис.6

Рис.4. p-V диаграмма действительного разомкнутого рабочего цикла Отто.

Рис.5. p-V диаграмма идеализированного рабочего цикла Отто.

Рис.6 T-s диаграмма идеализированного рабочего цикла Отто.

Действительный разомкнутый цикл состоит из процессов: o-a – всасывание; a-b – сжатие рабочей смеси; b-c – горение топлива, воспламененного от электрической искры, и подвод теплоты; c-d – рабочий ход, осуществляемый при расширении продуктов сгорания; d-е-o – отвод теплоты, соответствующий в четырехтактных двигателях выхлопу газов и всасыванию новой порции рабочей смеси, а в двухтактных – выхлопу и продувке цилиндра.

На диаграммах: 1-2 – адиабатное сжатие рабочего тела; 2-3 – изохорный подвод теплоты; 3-4 – адиабатное расширение рабочего тела; 4-1 – условный изохорный процесс отвода теплоты, эквивалентный выпуску отработанных газов.

Вариант 3

Задаваемые параметры цикла Отто:

- степень сжатия( отношение всего объёма цилиндра к объёму камеры сжатия)

= - степень повышения давления(температуры) при подводе теплоты;

- начальные параметры.

Параметры рабочего тела для идеального газа, теплоемкостью которого считается постоянной, будут следующими:

P₁=750 мм.рт.ст.

t₁=25 ^ͦС

ε =5, 00

λ =4, 0

R=287 Дж/кг*К

В точке 1:

P=99991, 8 Па=0, 0999918 кПа

T₁=298 К

м³/кг

u₁= кДж/кг

i₁= .005*(298-273)=25.125 кДж/кг

S₁= =0, 0918 кДж/кг*К

В точке 2:

, 951631 мПа; = , =0, 171 м³/кг

u₂= кДж/кг

i₂= .005*(567-273)=295.47 кДж/кг

S₁= =0, 0918 кДж/кг*К

В точке 3:

= , =0.171 м³/кг.

u₁= кДж/кг

i₁= .005*( -273)=20004, 975 кДж/кг

S₁= =1, 086 кДж/кг*К

В точке 4:

= , = , м³/кг.

U₄= кДж/кг

i₄= .005*( -273)=922, 6 кДж/кг

S₄= =1, 086кДж/кг*К

Расчет подведенной и отведенной теплоты и работы за цикл проводится по формулам:

( )=

l= =1221, 318-641, 174=580, 144

Термический к.п.д. цикла равен:

= = =0, 475

Термический к.п.д. двигателей, работающих по циклу Отто, зависит только отстепени сжатия и с ее увеличением возрастает. Практически повышение степени сжатия ограничивается температурой самовоспламенения сжимаемой в цилиндре рабочей смеси и детонационной стойкостью топлива. Степень сжатия в реальных двигателях такого типа не превышает 10.

3.Изменение внутренней энергии Δ U

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒