Определение удельной работы
тогда р3 = λ р2; р3 = 1,3 · 5,634 = 7,325 Мпа.
Из уравнения (1) относительно точки 3:
1 378 К.
точка 4
Дано: степень предварительного расширения r = 1,6.
Процесс 3-4 – изобарное расширение, отсюда р4 = р3 = 7,325 МПа.
степень предварительного расширения (5)
тогда v4 = ρv3. v4 = 1,6·0,054 = 0,0864 м 3/кг.
Из уравнения состояния (1) относительно точки 4: , тогда
К.
точка 5
Дано: процесс 5-1 – изохорный отвод теплоты, тогда v5 = v1 = 1,08 м3/кг.
процесс 4-5 – адиабата, , отсюда
тогда 0,213 МПа.
Из уравнения (1) относительно точки 5:
, К.
2.2 определение изменения удельной энтропии ∆s, кдж/(кг·K)
Процесс 1-2 – адиабатный: ∆s1-2 = 0.
Процесс 2-3 – изохорный:
кДж/(кг·К);
Процесс 3-4 – изобарный:
кДж/кг.
Процесс 4-5 – адиабатный: ∆s4-5 = 0.
Процесс 5-1 – изохорный:
кДж/кг.
2.3 определение удельной работы, ℓ, Дж/кг
в процессе адиабатного сжатия 1-2: (7)
530950 Дж/кг = 530, 95 кДж/кг.
в процессе изохорного сжатия 2-3: ∆ℓ2-3 = 0.
в процессе изобарного расширения 3-4: l3-4 = R(T4 – T3). (8)
ℓ3-4 = 287(2 205 – 1 378) = 273 349 кДж/кг = 273,349 кДж/кг;
в процессе адиабатного расширения 4-5:
(9)
Дж/кг = 1006,65 кДж/кг;
полезная работа цикла: (10)
ℓо = 273,349 + 1 006,65 – 530, 95 = 749 кДж/кг.
2.4 определение удельной теплоты, q, кДж/кг
Подведенная теплота в цикле: q1 = q1| + q1||. (11)
q1 = сv(Т3 – Т2) + ср(Т4 – Т3). (12)
q1 = 0,721(1 378 – 1 060) + 1,008(2 205 – 1 378) =
= 229,278 + 833,616 = 1 062,9 кДж/кг.
отведенная теплота в цикле: q2 = сv(Т5 – Т1). (13)
q2 = 0,721(802 – 320) = 347,5 кДж/кг
полезная теплота цикла: qо = q1 – q2. (14)
qо = 1 062,9 – 347,5 = 715,4 кДж/кг.
2.5 термический КПД цикла:
(15.а)
(15.б)
2.6 среднее индикаторное давление рi, МПа
среднее интегральное давление в цикле – это такое условное постоянное давление, которое, действуя на поршень в течение одного хода, совершает работу, равную полезной работе цикла: . (16)
696,54 МПа.
3 построение цикла в рv и Ts координатах
Таблица 2 – результаты расчетов
Узловые точки цикла |
Параметры |
||
v, м3/кг |
р, МПа |
Т, К |
|
1 |
1,0800 |
0,085 |
320 |
2 |
0,0540 |
5,635 |
1 060 |
3 |
0,0540 |
7,325 |
1 378 |
4 |
0,0864 |
7,325 |
2 205 |
5 |
1,0800 |
0,225 |
803 |
Таблица 3 – результаты расчетов изменения удельной энтропии
Процесс |
∆s, кДж/(кг·К) |
1-2 |
0 |
2-3 |
0,19 |
3-4 |
0,47 |
4-5 |
0 |
5-1 |
0,66 |
0-1– линия всасывания; 1-2 и 4-5 – адиабаты; 2-3 и 5-1 – изохоры;
3-4 – изобара; 1- 0 – линия всасывания (выхлопа)
Рисунок 1– цикл в pv и Ts диаграммах
4 Индикаторная диаграмма в рv координатах
Рабочий процесс графически представляется индикаторной диаграммой (рисунок 2).
рисунок 2– Индикаторная диаграмма двигателей
Задача № 3
цикл газотурбинной установки (ГТУ)
цикл осуществляется одним кг воздуха, как идеальным газом с подводом теплоты при постоянном давлении, где удельная теплоемкость при постоянном давлении, ср = 1008 Дж/(кг·К).
исходные данные принять по таблице 1.
таблица 1– Исходные данные
№ п/п в журнале |
Т1, К |
Т2, К |
Т3, К |
Т4, К |
№ п/п в журнале |
Т1, К |
Т2, К |
Т3, К |
Т4, К |
1 |
300 |
600 |
1200 |
600 |
16 |
310 |
700 |
1400 |
620 |
2 |
300 |
750 |
1500 |
600 |
17 |
310 |
750 |
1500 |
620 |
3 |
300 |
800 |
1600 |
600 |
18 |
310 |
800 |
1200 |
455 |
4 |
300 |
900 |
1800 |
600 |
19 |
310 |
900 |
1350 |
455 |
5 |
350 |
600 |
1200 |
700 |
20 |
320 |
700 |
1050 |
460 |
6 |
350 |
750 |
1500 |
700 |
21 |
320 |
800 |
1600 |
640 |
7 |
350 |
800 |
1600 |
700 |
22 |
320 |
850 |
1700 |
640 |
8 |
350 |
900 |
1800 |
700 |
23 |
320 |
900 |
1350 |
460 |
9 |
350 |
1000 |
2000 |
700 |
24 |
330 |
650 |
1300 |
660 |
10 |
400 |
800 |
1200 |
600 |
25 |
330 |
700 |
1400 |
660 |
11 |
400 |
900 |
1350 |
600 |
26 |
330 |
750 |
1500 |
660 |
12 |
400 |
600 |
1200 |
800 |
27 |
330 |
800 |
1600 |
660 |
13 |
400 |
750 |
1500 |
800 |
28 |
330 |
900 |
1800 |
660 |
14 |
400 |
800 |
1600 |
800 |
29 |
340 |
1000 |
1500 |
510 |
15 |
400 |
900 |
1800 |
800 |
30 |
340 |
1000 |
2000 |
680 |
задание
1. вычертить принципиальную схему ГТУ, работающей по этому циклу, с указанием позиций всех элементов схемы.