Задача по "Экономике"

Нужно знать, что  основное свойство насыщенных паров  в отличие от газов это однозначная  зависимость температуры кипения  воды(влажного и сухого пара) от давления. А газы при данном давлении могут  иметь различные температуры, пока не превратятся в насыщенные пары. Мы работаем с с насыщенными парами.

    1.  Прежде всего, надо перенести изображенный цикл на hs- диаграмму. По ней определяем параметры точек цикла- температуру (t, ◦c), давление(p, кПа), объем (v,м³ /кг), энтальпию(h, кДж/кг), энтропию (s, кДж/кг.гр).

 Точка 1.     

х₁₌ 0.856; p₁₌ 4кПа;

t₁₌ 250◦C; v₁₌ 0.045м³/кг;

h₁₌ 2550кДж/кг; s₁₌ 5.59кДж/кг.гр.

 Точка 2.

P₂₌ 200кПа; t₂₌ 250◦C;

v₂= 1.2м³/кг; h₂₌ 2970кДж/кг; s₂₌ 7.71кДж/кг.гр

 Точка 3.

Р₃₌ 20кПа; t₃₌ 70◦C;

v₃₌ 8м³/кг; h₃₌ 2549кДж/кг;

s₃₌ 7.71кДж/кг,гр; x₃₌ 0.97;

  Точка 4.

Х₄₌ 0,675; р₄= 20кПа;

v₄= 5м³/кг; t₄= 70◦C:

h₄= 1850кДж/кг; s₄= 5.59кДж/кг.гр. 
 

Значения внутренней энергии для точек цикла определяем по следующему уровнению:

                             U= h- A.p.v.10⁴, кДж/кг                                  (1)

где А- термический эквивалент механической работы.

Согласно первого  закона термодинамики: в термодинамических  процессах преобразования теплоты  эквивалентно механической работе (Q= A.L), где Q- теплота, L- механическая работа в кг.м 

Опытом установлено, что , т.е. для получения 1кг.м работы при условии отсуствия потерь в процессе необходимо затратить часть большой калории тепла (или 0,0098066кДж). Тогда уравнение (1) примет вид:

                          U= h- 0,0098066.p.v.10⁴                                        (1a)

U₁= h₁- p₁v₁= 2550- 0,0098066. 40.0,045.10⁴= 784,812кДж/кг

U₂= h₂- p₂v₂= 2970- 0,0098066. 2. 12. 10⁴= 616,16кДж/кг

U₃= h₃- p₃v₃= 2549- 0,0098066. 0,2. 8. 10⁴= 979,94кДж/кг

U₄= h₄- p₄v₄= 1850- 0,0098066. 0,2. 5. 10⁴= 869,34 кДж/кг

Данные результаты заносим в таблицу 1.

                         

                          Параметры точек 

 
 
 

2. Находим ∆u, ∆h, ∆s, l для отдельных процессов, используя hs- диаграмму и таблицу 1. 

1- 2 (изотермический)

∆h= 0

∆u= u₂- u₁= 616,16- 784,81= - 168,15кДж/кг

q= T(s₂- s₁)= 250(7,51- 5,59)= 480кДж/кг

l= q- ∆u= 480-(- 168,15)= 648,15кДж/кг

∆S= s₂-s₁= 7,51- 5,59= 1,92кДж/кг 

2-3 (адиабатный)

q= 0

∆u= u₃- u₂= 979,94- 616,16= 363,78кДж/кг

l= - ∆u= -363,78кДж/кг

∆h= h₃- h₂= 2549- 2970= - 421кДж/кг

∆S= 0   

3-4 (изобарный)

q= h₂- h₃= 2970- 2549= 421кДж/кг

∆u= u₄- u₃= 869,34- 979,94= - 110,6кДж/кг

l= p(v₂- v₁)= 20(12- 0,045)= 239,1кДж/кг

∆S= s₄-s₃= 5,59- 7,61= - 2,02 кДж/кг

∆h= h₄- h₃= 1850- 2549= - 699кДж/кг 

4-1 (адиабатный)

∆u= u₁- u₄= 784,81- 869,34= - 84,53кДж/кг

l= - ∆u= 84,53кДж/кг

∆S= 0; q= 0

∆h= h₁- h₄= 2550- 1850= 700кДж/кг 

Данные результаты заносим в таблицу 2.

                           Параметры точек