- •1. Параметры состояния рабочего тела (названия, определения, обозначения, единицы измерения). Уравнение состояния идеального газа.
- •4. Теплоемкость (определение, понятия Су, Ср, мСх, Сх. Использование теплоемкости при определении теплоты).
- •5. 1 Закон термодинамики (физическая суть, математическая запись, понятия внутренней энергии и энтальпии).
- •6. Первый закон тд для потока
- •9. Цикл Карно.
- •10.Эквивалентный цикл Карно.
- •14) Адиабатный процесс:
- •15.Политропный процес:
- •17. Реальные рабочие
- •18.Диаграммы и таблицы воды и водяного пара
- •19.Процесс получения перегретого пара
- •24.Движение жидкости и газов в каналах(уравнение сплошности и 1 закона термодинамики для потока, выражения для определения скорости и расхода, условия ускорения потока)
- •25.Истечение газов и паров через сужающиеся каналы
- •26. Сопло Лаваля.
- •28. Термодинамический анализ работы карбюраторных двс (принцип действия, изображение процессов в pv и ts координатах, анализ эффективности)
- •29. Термодинамический анализ работы дизельных двс (принцип действия, изображение процессов в pv и ts координатах, анализ эффективности)
- •30. Гту(схема, изображение цикла в pv и Ts координатах, анализ эффективности)
- •31.Выработка электроэенргии на тепловых электростанциях
- •32.Тепловые электростанции с вторичным перегревом пара
- •33. Тепловые электростанции с регенерацией теплоты
- •34. Термический анализ работы тэц с противодавлением
- •35. Термический анализ работы тэц с отборами пара
- •36.Холодильные парокомпрессионные машины
- •37.Влажный воздух
9. Цикл Карно.
Цикл Карно – это обратимый цикл, состоящий из 2-ух изотерм и двух адиабат .
ηt= 1- = 1- T2/T1 = ηtk. 1 теор. Карно –эффективность цикла
Карно не зависит от свойств рабочего тела, а определяется только уровнем
Температуры горячего и холодного источников. Так как цикл Карно
обратимый, темп. Т1 = Тг , а Т2 = Тх
2 теор. Карно в заданном диапазоне температур холодного и горячего источника
мах. КПД имеет цикл Карно, работающий в этом диапазоне.
Рассмотрим цикл Карно 1234, работающий в диапазоне горячего и холодного
источника ηt (ABCD)<ηt (abcd) = 1- , ηt (1234)= 1-(Tx/Tr), Tx≤T2m, Tr≥T1m
ηt (1234)≥ ηt(ABCD) . Выше рассмотрены прямые циклы, все это справедливо и для обратного. Но для обратного цикла Карно холодильный коэф.εк =
Для отопительного коэф. φк = . Цикл Карно идеальный в лбом случае.
10.Эквивалентный цикл Карно.
Любой произвольный цикл АВСД, в котором подвод и отвод теплоты происходит при переменных температурах , можно заменить эквивалентным циклом Карно 1234, где q1, q2 и изменение удельной энтропии s2 – s1 соответствуют таковым в цикле АВСД .С учетом того, что
q1 = qABC = (ABC)∫ Tds = T 1 cp(s2-s1), q2= qCDA = (CDA)∫Tds = T2 cp (s2-s1). Термический КПД произвольного цикла запишем так:
ηt ABCD = 1- q2/q1 = 1- , где Т2ср и Т1ср – средние ТД температуры, соответствующая процессам подвода и отвода теплоты: Т1ср = ; T2cp = и определяются как высоты прямоугольников , одинаковых по площадям с фигурами s1ABCs2 и s2CDAs1. Для повышения термического КПД любого цикла тепловых двигателей необходимо увеличивать среднюю темп. в процессе подвода теплоты(Т1ср) и уменьшать среднюю темп. в процессе отвода теплоты (Т2ср). Пределом терм. КПД произвольного цикла, осуществляемого между крайними температурами Т мах и Т міn является терм. КПД цикла Карно при Т1ср = Тмах и Т2ср = Тміn, следовательно в данном интервале температур цикл Карно обладает наибольшей эффективностью .
11) Изобарный процесс : ( р=const )
В р-V координатах графикпроцессаизображаетсягоризонтальнойпрямой 1-2:
Рис. График ізобарного процесса с идиальным газом в pV-координатах.
Записав уровнения состояния для двух точек процесса зависимость между изеняющиемися параметрами идеального газа в изобарном процессе: V2/V1=T2/T1.
Измененияудельнойвнутренийєнергииидеального газа определяется выражениям
). Удельнаяработа , выполняемая в изобарном процессе:
Так как для идеального газа pV2=RT2и pV1=RT1 , то .
Если в изобарном процессе температура 1кг идеального газа изменится на 1К, то , т.е удельная газовая постоянная – эта работа, совершаемая 1кг идеального газа в изобарном процессе при изменении его температуры на 1К. Удельное количество теплоты можно определить: , т.е. удельное количество теплоты в изобарном процессе равно изменению удельной энтальпии идеального газа. Для идеального газа:
Выражения для расчета изменения удельной энтропии идеального газа в изобарном процессе можно получить: или .
Следовательно, на TS-диаграмме изобара является также логарифмической кривой.
Так какСр>СV, то следует что изобара более пологая, чем изохора.
Доля удельной теплоты, расходуемой на изменения удельной внутренней энергии идеального газа в изобарном процессе, 1/k, т.е. изобарный процес этотакойпроцесс, в котором 1/К
Доля удельнойтеплотырасходуется на изменениеудельнойвнутреннейэнергииидеального газа.
12)Изохорный процесс ( V=const). ВpV-координатах график процесса представляет собой прямую линию, паралельную оси Op. Процесс может протекать как с повышением лавления( прямая 1-2 , так и с его понижением ( прямая 1-2’).
Записав для крайних точек 1,2 уравнения состояния и разделив их почленно, получим зависимости
между параметрами идеального газа в изохорном процессе:
p1V=RT1,p2V=RT2илиp2/p1=T2/T1.
В изохорном процессе dV=o и термодинамическая работа не совершается ( =o). Потому вся теплота расходуется только на изменение внутренней энергии идеального газа.
QV=
Выражения для расчета изменения удельной энтропии идеального газа в изохорном процессе можно получить на основании S=S2-S1=Cvmln(T2/T1) + Rln( V2/V1) , положив V1=V2: SV=CVmln(T2/T1)
или SV=CVmln(p2/p1).
Между удельной энтропией и температурой идеального газа существует логарифмическая зависимость. BTs-координатах эта зависимость изображается кривой 1-2:
Схема энергетического баланса для изохорного процесса показана на рис. а). Доля удельной теплоты,
расходуемой на изменение удельной энергии идеального газа: , поскольку qV= UV.
13) Изотермический процесс ( T=const ):
Уравнение процесса вытикает из уравнения состояния идеального газа: pV=RT=const.
НаpV-диаграммеизотерма изображается равнобокой гиперболой:
Между давлением и обьемом существует обратно пропорциональная зависимость.
Удельны внутренняя энергия и энтальпия идеального газа в изотермическом процессе не изменяются ( U=0, =0), так как dT=0. Вся подведенная здесь удельная теплота расходуется определяется выражениям:
Удельная теплота, необходимая для осуществления процесса:
q1=lT=RTln(V2/V1)=RTln(p1/p2)
или
qT=T(S22-S1)
Выражения для расчета изменения удельной энтропии идеального газа в изотерм., процесса:
ST=S2-S1=q1/T=Rln(V2/V1)=Rln(p1/p2)
График изотермического процесса в Ts-координатах:
Доля удельной теплоты, расходуемой на изменение удельной внутренней энергии идеального газа в изотермическом процессе: .