- •В. Н. Кузнецов, в. В. Овсянников
- •Техническая термодинамика
- •Содержание
- •Введение
- •1. Задание на курсовую работу
- •1.1. Газовые процессы
- •1.2. Газовые циклы
- •1.3. Циклы паросиловых установок
- •1.4. Циклы трансформаторов тепла
- •2. Методические указания по выполнению курсовой работы
- •2.1. Газовые процессы
- •2.2. Газовые циклы
- •2.3. Циклы паросиловых установок
- •2.4. Циклы трансформаторов тепла
- •Библиографический список
- •Теоретические основы теплотехники
- •Часть 1
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
1. Задание на курсовую работу
1.1. Газовые процессы
Задача 1. Газ с начальной температурой Т1 = 300 K и давлением р1 = 0,1 МПа политропно сжимается в компрессоре до давления р2. Определить недостающие параметры v1, u1, h1, s1, конечные параметры T2, v2, u2, h2, s2, тепло q1 – 2, работу l1 – 2 и изменение параметров u1 – 2, h1 – 2, s1 – 2 в процессе 1 – 2. Построить процесс в диаграммах p, v и T, s (в масштабе).
Задача 2. В процессе 1 – 2 с показателем политропы n к 1 кг газа с начальными параметрами p1 = 0,1 МПа, Т1 = 300 K подводится тепло q. Определить недостающие начальные параметры v1, u1, h1, s1, конечные параметры p2, T2, v2, u2, h2, s2, изменение параметров u1 – 2, h1 – 2, s1 – 2 в процессе 1 – 2 и работу l1 – 2. Построить процесс в диаграммах p, v и T, s (в масштабе).
Данные для задач 1 и 2 выбрать из табл. 1.
Таблица 1
Исходные данные к расчету газовых процессов
Вариант |
Задача 1 |
Задача 2 |
||||
Газ |
p2, МПа |
n |
Газ |
q, кДж/кг |
n |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
Воздух O2 N2 H2 CO CO2 SO2 NH3 CH4 Воздух O2 N2 H2 CO CO2 SO2 NH3 CH4 |
0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,3 0,35 |
1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 1,20 1,15 1,30 1,40 1,30 1,35 1,40 1,00 1,10 1,25 1,15 1,20 |
CO CO2 SO2 NH3 CH4 Воздух O2 N2 H2 CO CO2 SO2 NH3 CH4 Воздух O2 N2 H2 |
150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 150 200 250 300 350 400 450 500 |
0,25 1,30 1,35 1,40 1,00 1,05 0,15 0,32 1,10 4,20 1,15 1,00 1,10 5,30 2,35 1,60 3,30 0,35 |
Окончание табл. 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
Воздух O2 N2 H2 CO CO2 SO2 NH3 CH4 Воздух O2 N2 |
0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,3 0,4 0,5 0,6 0,45 0,5 0,55 |
1,25 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,00 1,15 1,20 1,25 |
CO CO2 SO2 NH3 CH4 Воздух O2 N2 H2 CO CO2 SO2 |
550 600 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 |
1,00 0,40 1,35 7,30 1,10 1,15 7,20 1,05 0,30 4,00 5,00 1,60 |
1.2. Газовые циклы
Рассчитать теоретические циклы ДВС и ГТУ в соответствии с исходными данными, приведенными в табл. 2 – 4.
Определить:
параметры газа в переходных точках цикла;
тепло, работу и изменение параметров u, h, s в каждом процессе;
полезную работу, подведенное и отведенное тепло в цикле, его КПД (двумя способами).
Построить цикл в масштабе в диаграммах p, v и T, s.
Таблица 2
Исходные данные к расчету цикла ДВС
Вариант |
Способ подвода тепла |
Рабочее тело |
Р1, МПа |
Т1, K |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
Смешанный |
CO2 |
0,1 |
300 |
12,0 |
2,50 |
1,10 |
2 |
>> |
SO2 |
0,1 |
300 |
13,0 |
2,45 |
1,12 |
3 |
>> |
Воздух |
0,1 |
300 |
14,0 |
2,40 |
1,14 |
4 |
>> |
N2 |
0,1 |
300 |
15,0 |
2,35 |
1,16 |
5 |
>> |
O2 |
0,1 |
300 |
16,0 |
2,30 |
1,18 |
6 |
>> |
Воздух |
0,1 |
300 |
17,0 |
2,25 |
1,20 |
7 |
>> |
CO |
0,1 |
300 |
18,0 |
2,20 |
1,22 |
8 |
>> |
CO2 |
0,1 |
300 |
19,0 |
2,15 |
1,24 |
9 |
>> |
O2 |
0,1 |
300 |
20,0 |
2,10 |
1,26 |
Окончание табл. 2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
10 |
Смешанный |
N2 |
0,1 |
300 |
21,0 |
– |
1,28 |
11 |
>> |
CO2 |
0,1 |
300 |
12,0 |
– |
3,00 |
12 |
p = const |
SO2 |
0,1 |
300 |
13,0 |
– |
2,90 |
13 |
>> |
Воздух |
0,1 |
300 |
14,0 |
– |
2,80 |
14 |
>> |
N2 |
0,1 |
300 |
15,0 |
– |
2,70 |
15 |
>> |
O2 |
0,1 |
300 |
16,0 |
– |
2,60 |
16 |
>> |
Воздух |
0,1 |
300 |
17,0 |
– |
2,50 |
17 |
>> |
CO |
0,1 |
300 |
18,0 |
– |
2,40 |
18 |
>> |
CO2 |
0,1 |
300 |
19,0 |
– |
2,30 |
19 |
>> |
O2 |
0,1 |
300 |
20,0 |
– |
2,20 |
20 |
>> |
N2 |
0,1 |
300 |
21,0 |
– |
2,10 |
21 |
v = const |
CO2 |
0,1 |
300 |
5,0 |
3,00 |
– |
22 |
>> |
SO2 |
0,1 |
300 |
5,5 |
3,00 |
– |
23 |
>> |
Воздух |
0,1 |
300 |
6,0 |
3,00 |
– |
24 |
>> |
N2 |
0,1 |
300 |
6,5 |
3,00 |
– |
25 |
>> |
O2 |
0,1 |
300 |
7,0 |
3,00 |
– |
26 |
>> |
Воздух |
0,1 |
300 |
7,5 |
3,00 |
– |
27 |
>> |
CO |
0,1 |
300 |
8,0 |
3,00 |
– |
28 |
>> |
CO2 |
0,1 |
300 |
8,5 |
3,00 |
– |
29 |
>> |
O2 |
0,1 |
300 |
9,0 |
3,00 |
– |
30 |
>> |
N2 |
0,1 |
300 |
9,5 |
3,00 |
– |
Таблица 3
Исходные данные к расчету цикла ГТУ
Вариант |
Способ подвода тепла |
Рабочее тело |
p1, МПа |
Т1, K |
p3, МПа |
Т3, K |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
p = const >> >> >> >> >> >> >> >> |
CO2 SO2 Воздух N2 O2 Воздух CO CO2 O2 |
0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 |
300 300 300 300 300 300 300 300 300 |
0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 |
950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 |
Окончание табл. 3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
10 11 12 13 14 15 |
p= const v = const >> >> >> >> |
N2 CO2 SO2 Воздух N2 O2 |
0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 |
300 300 300 300 300 300 |
0,90 1,020 1,163 1,180 1,320 1,460 |
1400 950 1000 1050 1100 1150 |
Таблица 4
Исходные данные к расчету цикла ГТУ
Вариант |
Способ подвода тепла |
Рабочее тело |
p2, МПа |
Т2, K |
p4, МПа |
Т4, K |
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
v = const >> >> >> >> p = const >> >> >> >> >> >> >> >> >> |
Воздух CO CO2 O2 N2 CO2 SO2 Воздух N2 O2 Воздух CO CO2 O2 N2 |
0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 |
419,1 429,0 488,3 500,6 512,1 419,1 429,0 488,3 500,6 512,1 523,1 533,5 476,2 552,9 562,0 |
0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 |
567,0 579,4 518,4 526,5 534,6 680,1 699,3 645,1 659,3 673,7 688,2 702,9 818,9 732,8 747,3 |