Расчет свойств рабочего тела (газовой смеси).

 

1. Массовые доли компонентов равны.

     2. Определяем газовые постоянные компонентов смеси.

      где: - молекулярные массы компонентов:

                 —– универсальная газовая постоянная.

3.  Газовая постоянная смеси будет равна.

             

4. Определяем кажущуюся молекулярную массу смеси.

5. Плотность и удельный объем смеси при нормальных физических усло­виях.

6. Объёмные доли компонентов смеси равны.

                       ,    ,………,

   7. Объёмы компонентов смеси

 

, ……….,     м³

 

8. Парциальные давления компонентов найдем из уравнения

 

 ,           , ……… ,            Па.

            

где: — давление смеси в начале сжатия(согласно задания).

    

 9. Определяем массовые теплоемкости  С_р и С_v.

С_{р см} = C_pl·q₁ + С_р2· q₂+…+ С_pn·q_n =     ;

C_{V см}  = C_v1·q₁ +C_v2·q₂+... +С_vn·q_n =

          Теплоемкости компонентов смеси приведены в приложении 1.

 

       10. Показатель адиабаты смеси равен.

 

                                                               .

 

Определение параметров характерных точек цикла

Циклы ДВС

 

— Цикл с подводом теплоты при V=const (рис. 1)

а).Рабочее тело с начальными параметрами Р₁,V₁, T₁ (точка1), сжимается по адиабате (линия 1-2).

 Параметры рабочего тела в конце процесса сжатия (точка 2):

 

;         Т₂ = Т₁·e ^к-1;    

 

б)  По изохоре (линия 2-3) к рабочему телу сообщается некоторое количество теплоты - q ₁.

 Параметры рабочего тела в конце процесса подвода теплоты (точка 3):

P₃ = l·P₂ = l· ;    T₃ = l·T₂;  V₃ =

в).   Адиабатное расширение рабочего тела (процесс 3-4).

Параметры рабочего тела в конце процесса расширения (точка 4):

=  = l· P ₁;        ; V₄=V₁.

г). По изохоре (линия 4-1) от рабочего тела отводится тепло q ₂.

 В результате отвода теплоты рабочее тело возвращается в точку 1 с    

первоначальными параметрами.

— Цикл с подводом теплоты при p = const (рис. 2).

а). Процесс аналогичен циклу с подводом теплоты при V =const.

Рабочее тело с начальными параметрами Р₁,V₁, T₁(точка1), сжимается по адиабате (линия 1-2).

 Параметры конца процесса сжатия (точка 2):

;     Т₂ = Т₁·e ^к-1;    

б).  По изобаре (линия 2-3) к рабочему телу сообщается некоторое количество теплоты -q₁.

Параметры рабочего тела в конце процесса подвода теплоты (точка 3):

 

P₃=P₂=P₁·e^k;           T₃=r·T₂=r·T₁·e^k-1;     V₃=V₂·r.

 

в). От точки 3 происходит адиабатное расширение рабочего тела (линия 3-4).

 Параметры рабочего тела в конце процесса расширения (точка 4):

; ; V₄ = V₁.

 

г). По изохоре (линия 4-1) от рабочего тела отводится тепло q ₂.

 В результате отвода теплоты рабочее тело возвращается в первоначальное состояние с параметрами соответствующими началу процесса сжатия (точка 1).

 

— Цикл со смешанным подводом тепла (рис. 3).

а). Цикл ДВС со смешанным подводом теплоты является обобщающим предыдущих циклов, т.е. процесс подвода теплоты производится сначала по изохоре потом затем по изобаре.

Рабочее тело с начальными параметрами Р₁,V₁, T₁ (точка1), сжимается по адиабате (линия 1-2).

 Параметры конца сжатия (точка 2) определяются так же, как и в предыдущих случаях по формулам:

; Т₂ = Т₁·e ^к-1;

б).   По изохоре (линия 2-3) к рабочему телу подводится первая доля теплоты q_i¹, а по изобаре (ли­ния 3-4) вторая доля теплоты - q_i^l1.

Параметры рабочего тела в точках определяютсяпо формулам:

— для   точки3.

Р₃= l ·Р₂;            T₃= l ·T₂;          V ₃ = .

—для точки4.

Р₄=Р₃;             Т₄ = r ··Т₃;           V₄ = r ··V₃.

в) От точки 4 рабочее тело расширяется по адиабате (линия 4-5) до точки 5.

Параметры конца процесса расши­рения(точка5).

      Р₅ =Р₁· l · r ^к;     T₅ = T₁· l · r ^к;            V₅ = V₁.

г). По изохоре (линия 5-1) от рабочего тела отводится тепло q ₂.

 В результате отвода теплоты рабочее тело возвращается в первоначальное состояние с параметрами соответствующими началу сжатия (точка 1).

                                       

Циклы ГТУ

— Цикл с подводом тепла при P=const (рис. 4)

а)    Рабочее тело с начальными параметрами Р₁,V₁,T₁ (точка 1), сжимается по адиабате (линия 1-2). Сжатие производится в воздушном компрессоре.
Параметры рабочего тела в конце процесса сжатия (точка 2):

            ; Т₂ = Т₁·e ^к-1;

б). По изобаре (линия 2-3) к рабочему телу подводится теплота q₁ Параметры рабочего тела в конце процесса подвода теплоты (точка 3):

                    Р_з = Р₂;       T₃ = r·T₂;        V₃ = r·V₂          

в) От точки 3 происходит адиабатное расширение рабочего тела (линия 3-4). Параметры рабочего тела в конце процесса расширения (точка 4):    

           Р₄ = Р₁;    T₄ = rT₁;      V₄ = r·V₁           

г) По изобаре (линия 4-1) от рабочего тела отводится тепло q ₂.

 В результате отвода теплоты рабочее тело возвращается в первоначальное состояние с параметрами соответствующими началу сжатия (точка 1).

— Цикл с подводом тепла при V=co n st (рис. 5.)

а). Рабочее тело с начальными параметрами Р₁,V₁,T₁ (точка 1), сжимается по адиабате (линия 1-2). Сжатие производится в воздушном компрессоре.
Параметры рабочего тела в конце процесса сжатия (точка 2):

  Р₂ = Р₁·e^к;   T₂ = T₁·e^k-1;

б).   По изохоре (линия 2-3) к рабочему телу подводится теплота q₁ Параметры рабочего тела в конце процесса подвода теплоты (точка 3)::

          P₃ = l·P₂;             T₃ =l·T₂;             V₃ = V₂.

в) От точки 3 происходит адиабатное расширение рабочего тела (линия 3-4).

 Параметры рабочего тела в конце процесса расширения (точка 4):     

            Р₄ = Р₁;                    

г). По изобаре (линия 4-1) от рабочего тела отводится тепло q ₂.

 В результате отвода теплоты рабочее тело возвращается в первоначальное состояние с параметрами соответствующими началу сжатия (точка 1).