Главная страница
Навигация по странице:

  • Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт

  • Курсовая работа по дисциплине «Термодинамика и теплопередача»РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

  • 1. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА ( ) В УЗЛОВЫХ ТОЧКАХ ЦИКЛА

  • 1.2. Определение состояния воздуха в точке 2

  • 1.3. Определение состояния воздуха в точке 3

  • 1.4. Определение состояния воздуха в точке 4

  • 2. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА ( ) В ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ТОЧКАХ ПРОЦЕССА ЦИКЛА

  • 3. ПОСТРОЕНИЕ РАБОЧЕЙ И ТЕПЛОВОЙ ДИАГРАММЫ ЦИКЛА

  • 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИН, ХАРАКТЕРЕЗУЮЩИХ ПРОЦЕССЫ ЦИКЛА 4.1. Определение теплоёмкости воздуха в процессах

  • 4.2. Определение работы, производимой воздухом в процессах

  • 4.3. Определение изменения внутренней энергии воздуха в процессах

  • 4.4. Определение количества подводимой (отводимой) теплоты в процессах

  • 4.5. Определение изменения энтальпии воздуха в процессах

  • 4.7. Определение коэффициента распределения тепла между внутренней энергией и совершаемой работой воздуха в процессах

  • 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИН, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ЦИКЛ В ЦЕЛОМ 5.1. Определение работы, производимой воздухом за цикл

  • 5.3. Определение изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии воздуха

  • 5.4. Определение термического КПД цикла

    		•

    Курсовая работа термодинамика. М инистерство науки и высшего образования российской федерации


    Скачать 86.66 Kb.
    НазваниеМ инистерство науки и высшего образования российской федерации
    АнкорКурсовая работа термодинамика
    Дата03.06.2020
    Размер86.66 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаTERMODINAMIKA_KURSACh_3_0 (1).docx
    ТипКурсовая
    #127608

    М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
    Федеральное государственное бюджетное

    образовательное учреждение высшего образования

    «Московский авиационный институт

    (национальный исследовательский университет)»

    __________________________________________________________________

    Институт «Аэрокосмические наукоемкие технологии и производства»

    Кафедра «Технология производства и эксплуатации двигателей
    летательных аппаратов»

    Курсовая работа

    по дисциплине «Термодинамика и теплопередача»
    РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
    Студент Смирнов Тимур Николаевич

    Группа Т12О-202Б-18

    Руководитель Земляная В.А.

    Москва – 2019

    1. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА ( )
    В УЗЛОВЫХ ТОЧКАХ ЦИКЛА
    1.1. Определение начального состояния воздуха в точке 1






    Тогда по уравнению состояния идеального газа удельный объём равен:




    1. Удельная теплоёмкость идеального газа при постоянном давлении равна:



    Условно считают, что при нормальных физических условиях

    ( ) энтропия .
    Тогда энтропия равна изменению энтропии :








    1.2. Определение состояния воздуха в точке 2


    1. Процесс 1-2 изотермический (n = 1), поэтому температура
      .




    1. Используя соотношение из дополнительных данных , определим удельный объём :




    1. Связь между параметрами газа для изотермического процесса ( ) имеет следующий вид:



    Отсюда давление равно:




    1. Для изотермического процесса изменение энтропии определяется как:


    Тогда энтропия равна:



    1.3. Определение состояния воздуха в точке 3


    1. Процесс 2-3 изохорный (n = ∞), поэтому объем .




    1. Тогда по уравнению связи параметров в изохорном процессе температура равна:


    3)Для изохорного процесса изменение энтропии определяется как:




    1.4. Определение состояния воздуха в точке 4


    1. Процесс 3-4 политропный ( ).

    2. Так как процесс 4-1 изохорный, = 0,684

    Связь между параметрами газа для адиабатного процесса ( ) имеет вид:

    Следовательно, давление равно:




    1. Тогда по уравнению состояния идеального газа температура равна:




    1. Процесс 3-4 политропный. Для политропного процесса изменение энтропии определяется как:

    =
    Энтропия равна:



    1,061

    2. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА ( )
    В ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ТОЧКАХ ПРОЦЕССА ЦИКЛА
    2.1. Расчёт параметров воздуха ( ) для точек , , , , ,



    Назначаю промежуточные точки , , , , , такими, что удельный объём газа в этих точках соответственно равен:














    Давление газа в точках будет определяться по формуле:



    где:





    ,

    Следовательно:







    Давление газа в точках , будет определяться по формуле:



    где:







    Следовательно:








    2.2. Расчёт параметров воздуха ( ) для точек , , , , ,



    Назначаю промежуточные точки , , , , , такими, что температура газа в этих точках соответственно равна:











    Энтропия газа в точках , , будет определяться по формуле:



    где:






    Следовательно:




    Энтропия газа в точках , будет определяться по формуле:



    где:







    Следовательно:




    Энтропия газа в точках , будет определяться по формуле:



    где:






    Следовательно:





    3. ПОСТРОЕНИЕ РАБОЧЕЙ И ТЕПЛОВОЙ ДИАГРАММЫ ЦИКЛА
    По вычисленным значениям параметров состояния воздуха в узловых и промежуточных точках цикла в масштабе строятся рабочая и тепловая диаграммы цикла.

    Цикл как в рабочей, так и в тепловой диаграммах, изображается замкнутой кривой, причем направление процессов цикла в этих диаграммах одинаково – по ходу движения часовой стрелки. Все политропные процессы в тепловой диаграмме представляются логарифмическими кривыми, направленными выпуклостью вниз.



    4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИН, ХАРАКТЕРЕЗУЮЩИХ
    ПРОЦЕССЫ ЦИКЛА
    4.1. Определение теплоёмкости воздуха в процессах
    Теплоёмкость воздуха в рассматриваемом процессе определяется по формуле:



    Процесс 1-2 изотермический, . Тогда:



    Процесс 2-3 изохорный, . Тогда:



    Процесс 3-4 политропный, . Тогда:



    Процесс 4-1 изохорный, . Тогда:



    4.2. Определение работы, производимой воздухом в процессах
    Работа газа в изотермическом процессе 1-2 равна:



    Работа газа в изохорном процессе 2-3 равна:



    Работа газа в политропном процессе 3-4 равна:



    Работа газа в изохорном процессе 4-1 равна:


    Полученные величины численно равны площади под кривой соответствующего процесса в рабочей диаграмме.


    4.3. Определение изменения внутренней энергии воздуха в процессах
    Изменение внутренней энергии газа за процесс определяется по формуле:



    Изменение внутренней энергии газа за изотермический процесс 1-2 равно:



    Изменение внутренней энергии газа за изохорный процесс 2-3 равно:



    Изменение внутренней энергии газа за политропный процесс 3-4 равно:



    Изменение внутренней энергии газа за изохорный процесс 4-1 равно:



    4.4. Определение количества подводимой (отводимой) теплоты
    в процессах
    Количество подводимой (отводимой) теплоты за процесс определяется по формуле:



    или по первому закону термодинамики.

    Количество теплоты за изотермический процесс 1-2 равно:



    Количество теплоты за изохорный процесс 2-3 равно:



    Количество теплоты за политропный процесс 3-4 равно:



    Количество теплоты за изохорный процесс 4-1 равно:


    Полученные величины численно равны площади под кривой соответствующего процесса в тепловой диаграмме.


    4.5. Определение изменения энтальпии воздуха в процессах
    Изменение энтальпии газа за процесс определяется по формуле:

    .

    Изменение энтальпии газа за изотермический процесс 1-2 равно:


    Изменение энтальпии газа за изохорный процесс 2-3 равно:



    Изменение энтальпии газа за политропный процесс 3-4 равно:



    Изменение энтальпии газа за изохорный процесс 4-1 равно:



    4.6. Определение изменения энтропии воздуха в процессах
    Изменение энтропии газа за процесс определяется по формуле:

    .

    Изменение энтропии газа за изотермический процесс 1-2 равно:



    Изменение энтропии газа за изохорный процесс 2-3 равно:



    Изменение энтропии газа за политропный процесс 3-4 равно:



    Изменение энтропии газа за изохорный процесс 4-1 равно:




    4.7. Определение коэффициента распределения тепла между внутренней энергией и совершаемой работой воздуха в процессах
    Коэффициент распределения тепла между внутренней энергией и совершаемой работой воздуха за процесс определяется по формуле:



    Коэффициент распределения тепла между внутренней энергией и совершаемой работой воздуха за изотермический процесс 1-2 равно:



    Коэффициент распределения тепла между внутренней энергией и совершаемой работой воздуха за изохорный процесс 2-3 равно:



    Коэффициент распределения тепла между внутренней энергией и совершаемой работой воздуха за политропный процесс 3-4 равно:



    Коэффициент распределения тепла между внутренней энергией и совершаемой работой воздуха за изохорный процесс 4-1 равно:



    5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИН, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ
    ЦИКЛ В ЦЕЛОМ
    5.1. Определение работы, производимой воздухом за цикл
    Работа, производимая газом за цикл, определяется алгебраической суммой работ, совершённых газом в отдельных процессах цикла:



    Тогда воздух за один цикл совершает полезную работу, равную:



    Полученная величина численно равна площади цикла, представленного в рабочей диаграмме.

    5.2. Определение количества теплоты, превращённой в работу цикла
    Количество теплоты, превращённой в работу цикла, определяется алгебраической суммой работ, совершённых газом в отдельных процессах цикла:



    – это теплота, подведённая к газу извне за цикл. Она равна:



    – это теплота, отведённая от газа в охладитель в ходе совершения цикла. Она равна:



    Тогда количества теплоты, превращённой в работу цикла, равно:



    Полученная величина численно равна площади цикла, представленного в тепловой диаграмме.

    Таким образом, площади цикла в рабочей и тепловой диаграммах имеют одинаковые значения.


    5.3. Определение изменения внутренней энергии, энтальпии и
    энтропии воздуха
    Изменение внутренней энергии газа за цикл определяется алгебраической суммой изменений внутренней энергии газа за отдельные процессы цикла:



    Таким образом, изменение внутренней энергии газа за цикл равно:


    Изменение энтальпии газа за цикл определяется алгебраической суммой изменений энтальпии газа за отдельные процессы цикла:



    Таким образом, изменение энтальпии газа за цикл равно:


    Изменение энтропии газа за цикл определяется алгебраической суммой изменений энтропии газа за отдельные процессы цикла:



    Таким образом, энтропия газа за цикл равно:



    Конечное состояние газа в результате совершения цикла совпадает с начальным состоянием, поэтому изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии воздуха за цикл равно нулю.

    5.4. Определение термического КПД цикла
    Термический КПД цикла определяется отношением полезной работы к подведённой теплоте :



    Таким образом, термический КПД цикла равен:



    Полученная величина численно равна отношению площади цикла, представленного в тепловой диаграмме, к площади, соответствующей количеству подводимой теплоты.

    Термический КПД цикла характеризует степень совершенства преобразования теплоты в работу.
    Совершенство произвольного обратимого цикла оценивается сравнением его термического КПД с термическим КПД обратимого цикла Карно, осуществляемого между крайними ( и ) температурами рассматриваемого цикла. Цикл Карно имеет максимальный термический КПД для заданного интервала температур и определяется как:



    Для данного цикла:

    ,



    Тогда цикл Карно имеет максимальный термический КПД для заданного интервала температур, равный


    Для того чтобы определить, насколько рассматриваемый цикл приближается к соответствующему циклу Карно, необходимо определить, насколько термический КПД рассматриваемого цикла меньше термического КПД цикла Карно. Это сравнение производится по формуле:



    В данном случае рассматриваемый цикл приближается к соответствующему циклу Карно, осуществляемому между крайними ( и ) температурами рассматриваемого цикла на:

    написать администратору сайта