Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

РГР по теплотехнике

.pdf
Скачиваний:
76
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
641.09 Кб
Скачать

24

после выполнения задания нужно дать краткий анализ полученных результатов и сделать выводы.

Изображение процессов в P-v- и T-S-координатах необходимо оформить на миллиметровке.

Порядок расчета величин и основных характеристик термодинамических процессов с идеальной газовой смесью должен соответствовать изложению раздела 1.

Контроль правильности расчета проводится по следующим основным признакам:

конечные параметры состояния и величины в сводной табл. 1 должны по величине постепенно возрастать и уменьшаться по мере увеличения показателя от n1 до n6 ;

относительная ошибка расчета, вычисленная путем подстановки найденных значений величин в уравнение первого начала (26), не должна превышать 3%.

На основании полученных расчетом параметров P2 , v2 и T2 , S

термодинамические процессы для всех заданных показателей политропы изображаются в P-v- и T-S-координатах.

Построение P-v- и T-S-диаграмм начинают с выбора масштаба координатных осей ( P, v, T , S ) с таким расчетом, чтобы на II формате миллиметровки поместить наибольшие изменения параметров (от P1 до P2 , от v1 до v2 и т.д.) при конкретных исходных данных.

Затем при построении P-v-диаграммы наносят начальное состояние ( P1 , v1 ), конечное ( P2 , v2 ) и при необходимости промежуточные точки для каждого процесса (каждого значения n ), по этим точкам проводят процессы (от начального до конечного состояния).

На рис. 1.12 в координатах P-v изображено примерное расположение политропных процессов с общим начальным состоянием ( P1 , v1 ) для различных значений показателя политропы ( n ) при сжатии.

При построении диаграммы T-S после выбора масштаба наносят на диаграмму

точку T1

= T2 и проводят изотерму T1 = T2

= const ,

затем проводят адиабату q = 0

( S = 0 );

точка пересечения изотермы

(T1 = T2

= const ) и адиабаты ( S = 0 )

изображает начальное состояние для всех процессов; конечные состояния для каждого процесса (каждого значения) находят по соответствующим конкретным для процесса значениям T2 , S .

Если в итоге построения соединение конечных состояний всех процессов дает плавную кривую, имеющую направление изохоры в T-S-диаграмме, то расчеты и построение произведены правильно.

На рис. 1.13 изображена примерная T-S-диаграмма политропных процессов для расширения.

25

2

2

2

2

P

2

n1

=0

 

2

1

 

(P2,v2 )

(P,v )

 

1

1

v

Рис. 1.12 – PV-диаграмма политропных процессов (ε <1 )

 

 

 

 

 

26

 

 

 

 

 

 

 

2 (T2, S)

 

 

 

 

 

 

2

T

(T , S)

1

3

=

1

2

T1 =T2

1

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

Рис. 1.13 – TS-диаграмма политропных процессов (ε >1)

27

ЗАДАНИЕ ДЛЯ ПЕРВОГО РАЗДЕЛА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

1 кг газовой смеси в распределительной газовой сети (в емкости хранения сжиженных нефтяных газов, в газовом пространстве резервуара для нефти) в зависимости от состава совершает термодинамические процессы от состояния 1 до состояния 2 с показателями n1 = 0; n2 =…; n3 =1,0; n4 =…; n5 = k; n6 =….

Объем газовой смеси во всех процессах изменяется в ε = v2 раз. v1

Смесь обладает свойствами идеального газа. Начальное (в состоянии 1) давление P1 =….

Определить основные параметры газовой смеси в состоянии 1 (T1 , v1 ) и состоянии 2 (T2 , v2 , P2 ), изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии

смеси, работу, внешнюю теплоту процесса, коэффициент распределения энергии в процессах.

Исходные данные для варианта ___ принять по двум последним цифрам шифра зачетной книжки по табл. 2 и 3.

28

 

 

 

 

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА

 

Таблица 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P1

 

P2

 

v1

v2

T1

T2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

ln

 

 

 

 

 

Показатель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U ,

кДж

 

i,

кДж

 

S12

,

кДж

 

кДж

 

q,

кДж

α

Относительная

политропы

 

 

 

 

м

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ошибка расчета,

 

Па

 

К

кг

кг

кг К

 

кг

 

 

 

кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

 

 

 

 

 

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование величины

 

 

 

 

 

Последняя цифра шифра

 

 

 

 

 

0

 

1

2

3

 

4

 

5

 

6

7

8

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант – 1 (

для процессов

в распределительной газовой сети)

 

 

 

 

 

смеси %

 

VCH 4

90

 

80

90

80

 

85

 

85

 

95

94

94

 

94

 

VC2 H6

6

 

15

-

-

 

8

 

8

 

2

-

2

 

1

газовой объему,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCO

2

 

2

1

2

 

2

 

1

 

1

2

1

 

-

 

 

 

 

VC3H8

-

 

-

6

15

 

3

 

5

 

-

2

-

 

2

Состав по

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VH2O

1

 

1

1

1

 

2

 

-

 

1

1

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VN2

1

 

2

2

2

 

-

 

1

 

1

1

2

 

1

Давление P 105

, Па

2

 

4

6

8

 

3

 

5

 

7

9

15

 

20

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура t1, °C

17

 

27

37

47

 

17

 

27

 

37

47

37

 

47

ε =

v2

 

 

1,5

 

1,3

1,5

1,7

 

1,2

 

1,4

 

1,6

1,8

1,2

 

1,5

v1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант – 2 (

для процессов

в распределительной газовой сети)

 

 

 

 

 

смеси %

 

VCH 4

90

 

80

90

80

 

85

 

85

 

95

94

94

 

94

 

VC2 H6

6

 

15

-

-

 

8

 

8

 

2

-

2

 

1

газовой объему,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCO

2

 

2

1

2

 

2

 

1

 

1

2

1

 

-

 

 

 

 

VC3H8

-

 

-

6

15

 

3

 

5

 

-

2

-

 

2

Состав по

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VH2O

1

 

1

1

1

 

2

 

-

 

1

1

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VN2

1

 

2

2

2

 

-

 

1

 

1

1

2

 

1

Давление P 105

, Па

25

 

25

25

30

 

30

 

30

 

35

35

35

 

35

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура t1, °C

2

 

7

12

7

 

12

 

17

 

7

12

17

 

27

ε =

v2

 

 

1,8

 

2,0

2,2

1,7

 

1,9

 

2,1

 

1,3

1,5

1,2

 

1,4

v1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

Продолжение таблицы 2

Наименование величины

 

 

 

 

Последняя цифра шифра

 

 

 

 

0

1

2

3

 

4

5

 

6

7

8

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

– 3 (для процессов в емкостях хранения сжиженных нефтяных газов)

 

 

 

смеси %

 

VC3H8

60

40

60

40

 

70

50

 

35

55

45

25

 

VC4 H10

35

55

35

55

 

25

45

 

60

40

50

70

газовой объему,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VC6 H14

-

3

2

-

 

3

-

 

2

3

2

3

 

 

 

 

VC5 H12

3

-

-

3

 

-

3

 

2

-

2

-

Состав по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCO

1

1

2

1

 

1

1,5

 

1

1

-

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VN2

1

1

1

1

 

1

0,5

 

-

1

1

1

Давление P 105

, Па

1,3

1,4

1,5

1,6

 

1,7

1,8

 

1,45

1,55

1,65

1,75

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура t, °C

 

22

27

32

22

 

27

32

 

22

27

32

37

ε =

v2

 

 

0,8

1,2

1,2

1,3

 

1,4

1,5

 

0,9

1,2

1,1

1,2

v1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

– 4 (для

процессов в

газовых пространствах емкостей для нефти)

 

 

 

смеси %

 

VC2 H6

1

-

1

-

 

5

1,0

 

-

1

-

-

 

VC3 H8

9

2

4

5

 

6

4

 

4

5

3

2

газовой объему,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VC5 H12

15

19

17

18

 

14

15

 

5

12

8

10

 

 

 

 

VC4 H10

25

20

28

21

 

25

20

 

17

22

18

23

Состав по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VC6 H14

-

4

-

1

 

-

-

 

4

-

1

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

50

55

50

55

 

50

60

 

70

60

70

60

 

 

 

 

Vв

 

 

Давление P 105

, Па

1,1

1,08

1,06

1,04

 

1,02

1,00

 

1,02

1,00

1,02

1,00

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура t1, °C

47

42

37

32

 

27

27

 

32

37

42

47

ε =

v2

 

 

1,2

1,16

1,14

1,12

 

1,10

0,90

 

0,92

0,92

0,90

0,92

v1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Vв – содержание воздуха в газовой смеси, %

31

Продолжение таблицы 2

Наименование величины

 

 

 

 

Последняя цифра шифра

 

 

 

 

0

1

2

3

 

4

5

 

6

7

8

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

– 5 (для

процессов в

газовых пространствах емкостей для бензина, реактивного керосина)

 

 

,

 

 

VC3 H8

 

1,0

0,5

1,0

0,5

 

0,2

1,0

 

0,5

1,0

0,5

0,2

газовойСостав объемупосмеси %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VC4 H10

 

12,0

10,0

8,0

9,0

 

10,0

12,0

 

10,0

8,0

9,0

10,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VC5 H12

 

5,0

4,0

8,0

5,0

 

8,8

5,0

 

4,0

8,0

5,0

8,8

 

 

 

 

VC6 H14

 

2,0

0,5

3,0

0,5

 

1,0

2,0

 

0,5

3,0

0,5

1,0

 

 

 

 

*

 

80,0

85,0

80,0

85,0

 

80,0

80,0

 

85,0

80,0

85,0

80,0

 

 

 

 

Vв

 

 

 

Давление P 105

, Па

 

2,0

1,8

1,6

1,5

 

1,4

1,0

 

1,0

1,2

1,3

1,4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура t1, °C

 

57

52

47

42

 

37

57

 

52

47

42

37

ε =

v2

 

 

 

1,5

1,4

1,3

1,2

 

1,1

0,5

 

0,6

0,7

0,8

0,9

v1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Vв – содержание воздуха в газовой смеси, %

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

 

 

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

 

 

 

Наименование величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

 

4

5

 

6

7

8

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варианты

1 – 5

 

 

 

 

 

 

 

 

n1

0,00

0,00

0,00

0,00

 

0,00

0,00

 

0,00

0,00

0,00

 

0,00

Показатель политропы

n2

0,20

0,40

0,40

0,50

 

0,60

0,70

 

0,20

0,30

0,40

 

0,50

n3

1,00

1,00

1,00

1,00

 

1,00

1,00

 

1,00

1,00

1,00

 

1,00

 

 

 

 

 

n4

1,10

1,15

1,20

1,25

 

1,25

1,20

 

1,15

1,10

1,05

 

1,20

 

n5

k

k

k

k

 

k

k

 

k

k

k

 

k

 

n6

1,50

1,60

1,70

1,80

 

1,90

2,00

 

1,55

1,65

1,75

 

1,85

 

 

 

 

33

 

 

 

 

 

2,8

 

 

 

 

 

 

 

êÄæ

 

 

 

 

 

 

 

êã Ê

 

 

CH4

 

 

 

 

 

2,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cp

2,4

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2

 

 

 

 

 

 

 

 

2,0

 

 

 

 

 

Ê

 

 

220

260

300

340

380

420

460

T

Рис. 1.14 – Зависимость теплоемкости метана от температуры