КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: «Техническая термодинамика»
вариант № 56
Выполнил:
студент гр. ЭД - 23д
Коровкин С.В.
Принял: к.т.н., доцент
Владецкий О.В.
СЕВАСТОПОЛЬ - 2014
Содержание
1. Исходные данные для расчета ………………………………………………
Расчет состава и параметров состояния рабочего тела
2.1 Определение состава рабочей смеси………………………………………...
2.2 Определение газовых постоянных компонентов и смеси…………………..
2.3 Определение парциальных давлений компонентов смеси……………….…
2.4 Определение средних изобарной и изохорной теплоемкостей
рабочего тела в интервале температур t min (t 1) и t max (t 3 Г.Т.У.)………………...
2.5 Определение показателя адиабаты…………………………………………...
Расчет теоретического цикла Г.Т.У.
3.1 Схема Г.Т.У. с изобарным подводом теплоты……………………….……..
3.2 Определение термических параметров состояния узловых
точек цикла и промежуточных точек для его построения в
диаграммах Р-V и Т-S………………………………………………………….….
3.3 Определение значений температур и энтропий промежуточных
точек для построения цикла Г.Т.У…………………………………………….…
3.4 Определение энергетических характеристик цикла Г.Т.У.
и ее мощности………………………………………………………………….….
3.5 Изображение цикла в Р-V и Т-S диаграммах…………………………….…
Расчет теоретического цикла ДВС
4.1 Схема рассчитываемого ДВС и принципиальная схема его
термодинамического цикла………………………………………………………
4.2 Определение термических параметров состояния узловых точек цикла
ДВС и промежуточных точек для его построения в диаграммах Р-V и Т-S….
4.3 Определение значений температур и энтропий промежуточных
точек для построения цикла ДВС………………………………………………..
4.4 Определение энергетических характеристик цикла ДВС и его
Мощности………………………………………………………………………….
4.5 Изображение цикла ДВС в Р-V и Т-S диаграммах………………………….
Библиографический список …………………………………………………….
1. Исходные данные для расчета
Компонент 1: CO2
Компонент 2: N2
P1 = 0.094 МПа = 94000Па
t1=20oC
r1=0.55
r2=0.45
t3 ГТУ=850˚C
G=40кг/с
Пк=P2/P1= 5.75
ε=V1/V2=16
λ=P3/P2=1.5
ρ=V4/V3=1.5
μ1=44.01 кг/кмоль
μ2=28.026 кг/кмоль
Расчет состава и параметров рабочего тела
Определeние состава рабочей смеси
Газовая смесь задана объемными долями, следовательно определим массовые доли из уравнения
,
g1=(0.55*44.01)/(0.55*44.01+0.55*44.01)=0.5
g2=(0.45*28.026)/(0.45*28.026+0.45*28.026)=0.5
2.2 Определение газовых постоянных компонентов и смеси
Для определения газовой смеси, необходимо вычислить газовые постоянные отдельных компонентов смеси. Их следует определять по формуле:
Ri = 8314/ μi, Дж/(кг∙К).
R1=8314/44.01=188.9, Дж/(кг*К)
R2=8314/28.026=296.6, Дж/(кг*К)
Газовая постоянная смеси тогда определяется:
= 0.5*188.9+0.5*296.6=242.75 Дж/(кг∙К)
Значение газовой постоянной смеси должно быть проверено по величине средней молекулярной массы смеси m см, которая определяется по уравнению:
=(0.5/44.01+0.5/28.026)-1=34.24кг/кмоль
Тогда
R см = 8314/ μ см =8314/34.24=242.74 Дж/(кг∙К)
Определение парциальных давлений
По величине давления смеси для заданной точки 1 цикла (
) определяются парциальные давления:
Pi = P см ·gi ·(Ri /R см )
P1=94000*0.5*(188.9/242.75)=36573.8 Па
P2=94000*0.5*(296.6/242.75)=57426.15 Па
Проверка осуществляется по уравнению
=36573.8+57426.15 = 93995 Па
2.4 Определение средних изобарной и изохорной теплоемкостей рабочего тела в интервале температур t min (t 1) и t max (t 3 Г.Т.У.)
Средняя массовая изобарная теплоемкость i -го компонента определяется по формуле
Cpm1=(1.064*850-0.877*20)/(850-20)=1.068 кДж/(кг*град)
Cpm2=(1.09*850-1.027*20)/(850-20)=1.091 кДж/(кг*град)
Средняя массовая изохорная теплоемкость i -го компонента определяется по формуле
,
Cvm1=(0.876*850-0.688*20)/(850-20)=0.88 кДж/(кг*град)
Cvm2=(0.795*850-0.73*20)/(850-20)=0.79 кДж/(кг*град)
Средняя массовая изобарная и изохорная теплоемкости смеси в цикле определяются по уравнениям:
=0.5*1.068+0.5*1.091=1.0795 кДж/(кг*град)
=0.5*0.88+0.5*0.79=0.835 кДж/(кг*град)
Определение показателя адиабаты
Показатели адиабаты для процессов сжатия и расширения принимаются равными, и определяются по формуле:
.
K=1.0795/0.835=1.292
3. Расчет теоретического цикла Г.Т.У.
3.1 Cхема Г.Т.У с изобарным подводом теплоты.
Рисунок 1 – Схема ГТУ: 1 – компрессор; 2 – камера сгорания; 3 – сопловой
аппарат; 4 – рабочие лопатки турбины