- •Минобрнауки россии
- •I программа, методические указания
- •Часть 1. Техническая термодинамика
- •Тема 1. Основные понятия и определения
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 2. Первый закон термодинамики
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 3. Второй закон термодинамики
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 4. Термодинамические процессы
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 5. Влажный воздух
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 7. Термодинамический анализ процессов в компрессорах
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 8. Циклы двигателей внутреннего сгорания. Циклы газотурбинных установок
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 9. Циклы холодильных машин, теплового насоса
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Часть 2. Теория тепло- и массообмена
- •Тема 1. Основные понятия и определения
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 2. Распространение теплоты теплопроводностью
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 3. Конвективный теплообмен
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 4. Теплообмен излучением
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 5. Сложный теплообмен. Теплообменные аппараты
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Часть 3. Энергетические и экологические проблемы использования теплоты
- •Тема 1. Теплоснабжение предприятий промышленности
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Содержание курсовой работы
- •II. 1 Теоретические основы расчета и анализа циклов
- •Определение характеристик газовой смеси
- •2.2 Определение характеристик цикла
- •2.2.1 Цикл Карно теплового двигателя
- •2.2.2 Цикл двс со смешанным подводом теплоты (цикл Сабатэ - Тринклера)
- •2.2.3 Цикл двс с изохорным подводом теплоты (цикл Отто)
- •2.2.4 Цикл двс с изобарным подводом теплоты (цикл Дизеля)
- •2.2.5 Цикл гту с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Брайтона)
- •2.2.6 Цикл гту с регенерацией теплоты
- •3 Определение цикловой работы
- •4 Определение изменения в процессах внутренней энергии, энтальпии и энтропии
- •5 Изображение цикла в p,V- и t,s – диаграммах
- •6 Упрощенный пример расчета газового цикла гту с изобарным подводом теплоты
- •6.1. Исходные данные
- •6.3 Определяем значение показателя адиабаты для данного рабочего тела
- •6.4 Составляем таблицу параметров характерных точек цикла.
- •6.5 Удельная работа цикла по общей формуле
- •7 Оформление курсовой работы
- •Литература
- •Курсовая работа
- •Варианты заданий для кр по теплотехнике «Расчет и анализ газового цикла» (1 часть кр)
Содержание курсовой работы
1. Представить теоретическое описание цикла:
а) из каких процессов состоит цикл; как изменяются основные термодинамические параметры рабочего тела; как осуществляется подвод или отвод теплоты;
б) описать величины, характеризующие данный цикл.
2. Расчет характеристик газовой смеси, являющейся рабочим телом:
а) рассчитать молекулярную массу смеси, газовую постоянную смеси;
б) определить удельные изобарные и изохорные теплоемкости компонентов смеси, на их основе рассчитать удельные изобарные и изохорные теплоемкости всей смеси;
в) определить показатель адиабаты для смеси.
3. Рассчитать характеристики цикла:
а) определить параметры состояния в характерных точках цикла;
б) определить совершаемую или затрачиваемую работы в каждом процессе цикла, а также цикловую работу ;
в) рассчитать термический КПД цикла и среднее давление цикларt (для циклов ГТУ – определить оптимальную степень повышения давления ) и дать анализ влияния параметров цикла на величину термического КПД и среднего давления цикла (степени повышения давления);
г) найти изменение в процессах внутренней энергии , энтальпии , энтропии и количество подведенной и отведенной теплоты в процессах и цикле.
4) Изобразить цикл в p-v и T-s координатах.
II. 1 Теоретические основы расчета и анализа циклов
Все реальные процессы – необратимые, поэтому и циклы, по которым работают тепловые машины, также являются необратимыми, и, следовательно, неравновесными.
В реальных тепловых машинах превращение теплоты в работу связано с комплексом сложных физико-химических, газодинамических и термодинамических процессов, поэтому изучение циклов достаточно сложно и основано в большей части на результатах эксперимента.
Для того чтобы упростить исследование таких циклов и изобразить их графически, необходимо, чтобы они были равновесными, т.е. состояли только из равновесных процессов. Такие циклы и будут рассматриваться ниже.
Итак, чтобы рассматривать термодинамические циклы, состоящие из обратимых термодинамических процессов, необходимо работу тепловых машин в определенной степени идеализировать и принять, что:
а) процессы в идеальных ТД-циклах протекают во всех своих стадиях с постоянным количеством рабочего тела;
б) сгорание топлива не происходит, в связи с чем химический состав рабочего тела принимается постоянным на всех стадиях ТД-цикла; процесс сгорания при этом заменяется подводом теплоты к рабочему телу от некоторого фиктивного горячего источника теплоты;
в) процессы сжатия и расширения рабочего тела принимаются адиабатными;
г) удаление отработавшего рабочего тела не учитывается и заменяется отводом теплоты от рабочего тела к так называемому холодному источнику теплоты (холодильнику);
д) теплоемкости рабочих тел не зависят от температуры;
е) рабочим телом является идеальный газ.
ж) кроме того, предполагается отсутствие трения и других необратимых явлений, сопровождающих работу двигателя.
Результаты исследования таких термодинамических циклов можно в принципе применить к реальным циклам введением в расчет различных поправочных коэффициентов.
В зависимости от способа подвода теплоты к рабочему телу рассматривают следующие термодинамические циклы ДВС:
цикл со смешанным подводом теплоты (Сабатэ-Тринклера), который является идеальным циклом широко распространенных ДВС – бескомпрессорных дизелей;
цикл с изохорным подводом теплоты (Отто). Этот цикл является идеальным циклом для карбюраторных и газовых двигателей;
цикл с изобарным подводом теплоты (Дизеля), являющийся идеальным циклом турбинных установок.
Из всех возможных термодинамических циклов самым экономичным с наиболее полным превращением теплоты в работу является цикл Карно теплового двигателя.