Задачи по теме Круговые процессы. Решение Точка 1 60 бар, Т
![]()
|
Задачи: 1. К газу в круговом процессе подведено 250 кдж тепла. Термический к.п.д. равен 0,46. Определить работу, полученную за цикл. В результате осуществления кругового процесса получена работа, равная 80 кдж, а отдано охладителю 50 кдж тепла. Определить термический к.п.д. цикла. 1 кг воздуха совершает цикл Карно (см. рис.4. 4) в пределах температур ![]() ![]() Решение: Точка 1: ![]() Удельный объем газа определяем из характеристического уравнения ![]() Точка 2: Т2= 900° К. Из уравнения адиабаты (линия 2 — 3) ![]() ![]() Из уравнения изотермы (линия 1—2) ![]() получаем ![]() Точка 3: ![]() ![]() Точка 4: Т4= 300° К. Из уравнения адиабаты (линия 4—1) получаем: ![]() ![]() Из уравнения изотермы (линия 3—4) получаем: ![]() ![]() Термический к. п. д. цикла ![]() Подведенное количество тепла ![]() Отведенное количество тепла ![]() Работа цикла ![]() 1 кг воздуха совершает цикл Карно между температурами ![]() ![]() 1 кг воздуха совершает цикл Карно в пределах температур ![]() ![]() ![]() Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной. Решение: Расчет ведем для 1 кг воздуха. Точка 1: ![]() ![]() Удельный объем газа определяем из уравнения состояния: ![]() Точка 2: так как степень сжатия ![]() ![]() Температура в конце адиабатного сжатия определится из соотношения: ![]() ![]() Давление в конце адиабатного сжатия: ![]() Точка 3: ![]() Из соотношения параметров в изохорном процессе (линия 2 – 3) получаем: ![]() Следовательно, ![]() ![]() ![]() Точка 4: ![]() Температура в конце адиабатного расширения: ![]() Давление в конце адиабатного расширения определяем из соотношения параметров в изохорном процессе (линия 4—1): ![]() Количество подведенного тепла ![]() ![]() Термический к. п. д. цикла определится: ![]() Работа цикла: ![]() 7. Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 8. В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при ![]() ![]() ![]() 9. 1 кг воздуха работает по циклу, изображенному на рис. 4.21. Начальное давление воздуха ![]() ![]() ![]() Решение: ![]() Рис. 4.21. Точка 1: ![]() Удельный объем газа определяем из характеристического уравнения ![]() Точка 2: ![]() ![]() ![]() ![]() Давление ![]() ![]() ![]() Точка 3: температура в точке 3 определится из соотношения: ![]() ![]() Принимая ![]() ![]() следовательно, ![]() ![]() ![]() Точка 4: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Работа цикла может быть определена как разность между работой расширения и работой сжатия. Работа расширения ![]() Работа сжатия (абсолютное значение) ![]() Работа цикла: ![]() 10. Поршневой двигатель работает на воздухе по циклу с подводом тепла при v = const. Начальное состояние воздуха: ![]() ![]() ![]() ![]() 11. Для цикла с подводом тепла при ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Решение: ![]() Рис. 4.22. Точка 1: ![]() ![]() Определяем удельный объем: ![]() Точка 2: Так как степень сжатия ![]() то ![]() Температура в конце адиабатного сжатия: ![]() ![]() Давление в конце адиабатного сжатия: ![]() Точка 3: Из соотношения параметров в изобарном процессе получаем ![]() Отсюда: ![]() ![]() ![]() ![]() Точка 4: ![]() Давление в конце адиабатного расширения: ![]() ![]() Температуру в конце адиабатного сжатия определяем из соотношения параметров в изохорном процессе (линия 4—1): ![]() ![]() Количество подведенного тепла ![]() Количество отведенного тепла (абсолютное значение) ![]() Термический к. п. д. цикла ![]() Работа цикла ![]() 12. Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 13. Определить значения давления и объема в характерных точках цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при р = const, а также термический к.п.д. и полезную работу, если дано: ![]() ![]() ![]() ![]() 14. В цикле с подводом тепла при ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 15. Определить термический к.п.д. цикла, состоящего из двух изохор и двух изобар (рис. 4.23). Рабочее тело – воздух. Теплоемкость принять постоянной. Решение: ![]() Рис. 4.23. Обозначим в этом цикле: ![]() ![]() Термический к. п. д. цикла ![]() ![]() ![]() Так как для данного цикла: ![]() ![]() ![]() ![]() Термический к. п. д. цикла ![]() Выразим температуры в характерных точках цикла через начальную ![]() ![]() ![]() Получим: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Подставляя значения ![]() ![]() ![]() 16. Определить термический к.п.д. цикла, изображенного на рис. 4.24. Пользоваться при выводе следующими обозначениями: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рис.4. 24. 17. Определить термический к.п.д. цикла (рис. 4.25), состоящего из изохоры, адиабаты и изобары. Решение: ![]() Рис. 4.25. Обозначим отношение давления ![]() ![]() ![]() ![]() Термический к. п. д. цикла ![]() Определяем температуры ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Следовательно, ![]() Подставляя значения ![]() ![]() ![]() Следовательно, к.п.д. цикла: ![]() 18. Найти термический к.п.д. цикла, изображенного на рис. 4.26. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной. ![]() Рис. 4.26. 19. В цикле поршневого двигателя со смешанным подводом тепла (рис. 4.22) начальное давление ![]() ![]() ![]() ![]() 20. Рабочее тело поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом тепла обладает свойствами воздуха. Известны начальные параметры ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 21. Для идеального цикла газовой турбины с подводом тепла при р = const (см. рис. 4.11) определить параметры в характерных точках, полезную работу, термический к. п. д., количество подведенного и отведенного тепла, если дано: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной. Решение: Точка 1: ![]() Точка 2: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Точка 3: ![]() ![]() ![]() ![]() Точка 4: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Количество тепла ![]() ![]() Термический к. п. д. цикла ![]() Работа цикла ![]() 22. Для идеального цикла газовой турбины с подводом тепла при р = const (см. рис. 4.11) определить параметры в характерных точках, полезную работу, термический к.п.д., количество подведенного и отведенного тепла. Дано: ![]() ![]() ![]() ![]() 23. Газовая турбина работает по циклу с подводом тепла при р = const. Известны параметры: ![]() ![]() ![]() ![]() 24. На рис. 4.27 приведена принципиальная схема газотурбинной установки, работающей с подводом тепла при р = const и с полной регенерацией тепла. На рисунке: ТН — топливный насос; КС — камера сгорания; ГТ — газовая турбина; ВК— воздушный компрессор; ПД — пусковой двигатель; Р — регенеративный подогреватель. Цикл этой установки представлен на рис. 14. Известны параметры ![]() ![]() ![]() ![]() Рис. 4.27. 25. Газовая турбина работает по циклу с подводом тепла при р = const без регенерации (см. рис. 4.11). Известны степень повышения давления в цикле ![]() ![]() ![]() ![]() 26. Газотурбинная установка работает с подводом тепла при v = const и с полной регенерацией. Известны параметры: ![]() ![]() ![]() |