|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
РАСЧЕТ СМЕСИ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВСтр 1 из 3Следующая ⇒
Содержание
РАСЧЕТ СМЕСИ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ Смесь газов имеет массовый состав: H2 – 1, 6%, CO – 2, 4%, N2 – 72%, O2 – 4%, СО2 – 14%, H2O – 6%.
Определить: а ) объемный состав смеси; б ) газовую постоянную компонентов и смеси; в ) кажущийся молекулярный вес смеси; г ) парциальные давления компонентов смеси в точке цикла 3; д ) плотность и удельный объем компонентов и смеси при заданных и нормальных физических условиях; е ) истинные теплоемкости смеси (мольную, объемную и массовую при p = const и v = const) для заданной температуры; ж ) средние теплоемкости смеси (мольную, объемную и массовую). Определение объемного состава смеси Объемные доли компонентов смеси r i связаны с массовыми g i зависимостью: где µi – молесулярные массы компонентов смеси. Зная, что µН2 = 0, 002 кг/моль; µО2 = 0, 032 кг/моль; µN2 = 0, 028 кг/моль; µCO = 0, 028 кг/моль; µСО2 = 0, 044 кг/моль; µН2О = 0, 018 кг/моль.
+(0, 06/0, 018)=8+1, 25+25, 714+0, 857+3, 181+3, 333=42, 335 Отсюда: Газовые постоянные компонентов и смеси Газовые постоянные компонентов смеси рассчитываются по зависимости:
где Тогда:
Газовая постоянная смеси определяется как:
Таким образом получим:
= 351, 98
Кажущаяся молекулярная масса смеси Кажущаяся молекулярная масса смеси определяется по выражению:
= 0, 02356 Масса и парциальные давления компонентов смеси по параметрам газа в начальной точке расширения газа в двигателе Начальная точка расширения газа – точка 3. Определим значение Для процесса 1–2: или V1= Для процесса 2–3:
Плотность и удельный объем компонентов смеси при расчетных и нормальных условиях. Удельный объем компонентов смеси можно определить из выражения: При нормальных условиях
Таким образом, удельный объем компонентов смеси при нормальных условиях:
Плотность компонентов смеси при нормальных условиях:
Тогда:
Плотность газовой смеси при нормальных условиях:
Определяем
При расчетных условиях удельные объемы компонентов смеси:
При расчетных условиях плотности компонентов смеси:
Плотность смеси при расчетных условиях составит:
Тогда:
РАСЧЕТ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЦИКЛА ГАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ Цикл поршневого двигателя имеет следующие характеристики: T1=263 K и давление 80 000 Па. Принимается за рабочее тело воздух для процесса 1–2. ( 1) определить параметры цикла p, v, t, u, s, i для основных точек цикла; 2) определить с, 3) найти работу цикла, термический КПД и среднее индикаторное давление; 4) определить среднеинтегральные температуры процессов; 5) изобразить цикл на T – s диаграмме. 3.1 Определение параметров цикла P, v, T, u, h в узловых точках цикла. Точка 1: Давление Удельный объем
Внутренняя энергия:
Энтальпия:
Точка 2:
Точка 3:
Точка 4:
3.2 Определение значений c, Расчет изменения внутренней энергии процесса
Расчет изменения энтальпии процессов
Расчет работы цикла
Расчет термического КПД цикла
Решение
Промежуточный перегрев пара является одним из способов повышения степени его сухости. Принципиальная схема цикла Ренкина с промежуточным перегревом пара дана на рис. 4.1. В этой схеме предусмотрены две ступени турбины ПТ-I, ПТ-II и две ступени пароперегревателя ПП-I, ПП-II. Пар после первой ступени пароперегревателя ПП-I направляется в первую ступень турбины ПТ-I. Отработавший на лопатках первой ступени турбины пар направляется во вторую ступень пароперегревателя ПП-II, где его температура повышается до начальной температуры T 1. Затем пар поступает на лопатки второй ступени турбины ПТ-II.
Рис. 4.1. Цикл Ренкина с промежуточным перегревом пара в Ts - координатах представлен на рис. 4.2. Рассмотрим процессы цикла: 1- а - адиабатное расширение пара на лопатках первой ступени турбины; а - b - промежуточный перегрев пара во второй ступени пароперегревателя; b -1 - адиабатное расширение пара на лопатках второй ступени турбины; 2-3 - конденсация пара в конденсаторе; 3-4 - сжатие воды в конденсатом насосе; 4-5 - подогрев воды до температуры кипения; 5-6 - превращение воды в пар; 6-1 - перегрев пара в пароперегревателе первой ступени.
Рис. 4.2
Если бы не было промежуточного перегрева пара, то процесс адиабатного расширения заканчивался бы в точке 2'. Из диаграммы видно, что промежуточный перегрев позволяет значительно увеличить сухость пара на выходе из турбины ( х '2 < х 2). Термический кпд цикла определяется по формуле
где ( i 1 – i a) и ( i b – i 2) - адиабатные теплопадения в первой и второй ступенях турбины; ( i 1 – i 3) – количество теплоты, подведенной в котле и в первой ступени пароперегревателя; ( i b – i a) – количество теплоты, подведенной во второй ступени пароперегревателя. Кроме того, применение промежуточного перегрева может повысить кпд, если средняя температура подвода теплоты в дополнительном цикле b 22' ab будет выше, чем средняя температура подвода теплоты в цикле с однократным перегревом. Таблица 1.
Подводимое количество теплоты в промежуточном перегревателе: q ППII = i 3 – i 2 = 3590 – 3041 = 549 кДж/кг. Термический КПД цикла без промежуточного перегрева пара:
Термический КПД цикла с промежуточным перегревом пара:
Список используемой литературы.
1.Куянов Ю. Ф. Методическое пособие к курсовому проекту по термодинамике и тепло-массообмену. 2.Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче. 2-ое издание. Под ред. Юдаева Б.Н. 3.Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.Высшая школа, 1968-346с. 4.Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. Орлина А.С. и Круглова М.Г. – 3-е издание. М.: Машиностроение, 1985-456с. 5.Малинов М.С., Куликов Ю.А., Черток Е.Б. Охлаждающие устройства тепловозов. М. – Машгиз, 1962-206с. 6.Андрющенко А.И. Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок. - М.: Высш. шк., 1968-278с. 7. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. М.: Высш.шк., 1988-479с.
Содержание
РАСЧЕТ СМЕСИ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ Смесь газов имеет массовый состав: H2 – 1, 6%, CO – 2, 4%, N2 – 72%, O2 – 4%, СО2 – 14%, H2O – 6%.
Определить: а ) объемный состав смеси; б ) газовую постоянную компонентов и смеси; в ) кажущийся молекулярный вес смеси; г ) парциальные давления компонентов смеси в точке цикла 3; д ) плотность и удельный объем компонентов и смеси при заданных и нормальных физических условиях; е ) истинные теплоемкости смеси (мольную, объемную и массовую при p = const и v = const) для заданной температуры; ж ) средние теплоемкости смеси (мольную, объемную и массовую). Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-24; Просмотров: 2766; Нарушение авторского права страницы
и 
(массовая, мольная и объемная) в процессе росширения газа в цикле двигателя (процесс 3–4)………………...
, 
, q, l для каждого процесса цикла…….
, 
(0, 016/0, 002)+(0, 04/0, 032)+(0, 72/0, 028)+(0, 024/0, 028)+(0, 14/0, 044)+
.
; 
; 
; 
; 
; 
. 
, 
8, 314 
– универсальная газовая постоянная.
8, 314/0, 002 = 4157 
8, 314/0, 032 = 259, 81 
8, 314/0, 028 = 296, 9 
8, 314/0, 028 = 296, 9 
8, 314/0, 044 = 188, 95 
8, 314/0, 018 = 461, 88 
, 
4157·0, 016+259, 81·0, 04+296, 9·0, 72+296, 9·0, 02+188, 95·0, 14+461, 88·0, 06 =
.
, 
0, 188·0, 002+0, 029·0, 032+0, 607·0, 028+0, 028·0, 02+0, 044·0, 075+0, 078·0, 018 =
.
через начальные параметры состояния в заданном цикле.
, т.е. 
.
= 
= 1, 157
, откуда 
.
0, 08·106·101, 40 = 2 009 509 Па
. 
. 
(351, 98·273)/101300 = 0, 948 
.
0, 188·0, 948 = 0, 178 
0, 029·0, 948 = 0, 027 
0, 607·0, 948 = 0, 575 
0, 02·0, 948 = 0, 018 
0, 075·0, 948 = 0, 071 
0, 078·0, 948 = 0, 073 
.
(1/0, 23)·0, 019 = 0, 083 
; 
(1/0, 04)·0, 048 = 1, 2 
(1/0, 61)·0, 73 = 1, 2 
(1/0, 02)·0, 029 = 1, 45 
(1/0, 64) 0, 12· = 0, 19 
(1/0, 07) 0, 055 = 0, 79 
0, 22 0, 083+0, 034 1, 2+0, 59 1, 2+0, 024 1, 45+0, 62 0, 19+0, 07 0, 79= 0, 908 
через начальные параметры состояния в заданном цикле: 
; 
; 
; 
; 
.
2246683, 43/1625000 = 0, 138 
0, 22 = 0, 047 
0, 029·0, 254 = 0, 007 
0, 075·0, 254 = 0, 019 
0, 078·0, 254 = 0, 019 
(1/0, 047)·0, 016 = 0, 34 
(1/0, 019)·0, 14 = 7, 368 
(1/0, 019)·0, 06 = 3, 157 
0, 188·0, 34+0, 029·5, 71+0, 607·4, 675+0, 02·0, 48+0, 075·7, 368+0, 078·3, 157 = = 3, 875 
1, 004 
, 
0, 716 
, q, l для каждого процесса входящего в цикл; 
80 000 Па, температура 
263 К; 
определим из уравнения состояния: 
287·263/80000 = 0, 94 
0, 716·263 = 188, 3 
; 
1, 004·263 = 264 
0, 94/10 = 0, 094 
80 000·101, 4 = 2 009 509 Па; 
2 009 509·0, 094/287 = 658 К; 
0, 716·658 = 471, 1 
1, 004·658 = 660, 6 
= 2 009 509 Па; 
2, 2·0, 094 = 0, 207 
658·2, 2 = 1447, 6 К; 
0, 716·1447, 6 = 1036, 5 
; 
1, 004·1447, 6 = 1453, 4 
0, 94 
2 009 509· 
= 0, 26·106 Па; 
2, 21, 40·263 = 793 К; 
0, 716·793 = 567, 8 
1, 004·793 = 796, 2 
471, 1–188, 3 = 282, 8 
1036, 5–471, 1 = 565, 4 
567, 8–1036, 5 = –468, 7 
188, 3–567, 8 = –379, 5 
660, 6–264 = 396, 6 
1453, 4–660, 6 = 792, 8 
796, 2–1453, 4 = –657, 2 
264–796, 2 = –532, 2 
–283, 4+227+521, 86+0 = 465, 46 
.
.