Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Марта 2012 в 19:08, контрольная работа
Для количественной оценки степени совершенства обратимых процессов Клаузис (1882) ввел понятие энтропии, сущность которого заключается в следующем. Всякое движение частиц стремится к беспорядку. Энтропия характеризует, насколько далеко ушло направленное (упо-рядоченное) движение частиц к беспорядку и насколько трудно (или невозможно) осуществить обратный переход. По сути, энтропия характеризует процесс теплообмена системы с окру-жающей средой.
1. Цикл паровой холодильной установки ..………………………..…………………………. 3
2. Теплоёмкость изобарного и изохорного процессов ………………….……………………. 6
3. Циклы газотурбинных установок …………………………………………………………… 7
4. Задачи 9, 21, 30 …...……………………………………………………………………………... 9
5. Использованная литература ………………………………………………………….……..... 8
1 |
Рисунок 2.1. Два возможных процесса нагревания газа на ΔT = T2 – T1. При p = const газ совершает работу A = p1(V2 – V1). Поэтому Cp > CV. |
Отношение теплоемкостей в процессах с постоянным давлением и постоянным объемом играет важную роль в термодинамике. Оно обозначается греческой буквой γ.
Основными недостатками поршневых двигателей внутреннего сгорания явяляются ограниченность их мощности и невозможность адиабатного расширения рабочего тела до атмосферного давления, котрые отсутствуют в газотурбиннных установках. ГТУ рабочим телом являются продукты сгорания жидкого или газообразного топлива.
На рис.3.1 дана схема простейшей газотурбинной установки со сгоранием топлива при постоянном давлении. Топливным насосом 5 и компрессором 4 топливо и воздух через форсунки 6 и 7 поступают в камеру сгорания 1. Из камеры продукты сгорания направляются в комбинированные сопла 2, где они расширяются, и поступают на лопатки газовой турбины 3.
На рис.3.2 и рис3.3 представлены идеальный цикл ГТУ на PV и TS диаграммах.
1-2 - адиабатное сжатие до давления Р2;
2-3 – подвод теплоты q1 при постоянном давлении Р2 (сгорание топлива);
3-4 – адиабатное расширение до первоначального давления Р1;
4-1 – охлаждение рабочего тела при постоянном давлении Р1 (отвод теплоты q2);
Характеристиками цикла являются:
степень повышения давления - = Р2/ Р1 ;
степень изобарного расширения - = 3 /2 .
Работа турбины:
lт = h3 – h4 .
Работа компрессора:
lн = h2 – h1 .
Полезная работа ГТУ равна разности работ турбины и компрессора:
LГТУ = lт – lк .
Термический к.п.д. цикла ГТУ имеет вид:
t = 1 – 1/ (-1)/ .
Теоретическая мощность газовой турбины, компрессора и установки (ГТУ):
Nт = lт·D/3600 = (h3 – h4)·D/3600 ,
Nк = lк·D/3600 = (h2 – h1)·D/3600 ,
NГТУ = lГТУ·D/3600 = [(h3 – h4) (h2 – h1) ]·D/3600 .
Действительный цикл ГТУ отличается от теоретического наличием потерь на трение и вихреообразование в турбине и компрессоре. Эффективными методами повышения экономичности газотурбинных установок являются: регенерация теплоты, ступенчатое сжатие и расширение рабочего тела и пр.
Задача 9.
Сосуд емкостью 10 м3 заполнен 25 кг углекислоты. Определить абсолютное давление в сосуде, если температура в нем 270С.
Дано:
Vсо2=10 м3
mсо2=25 кг
Т=270С
R=8314 Дж/кг*К
p=?
Задача 21.
Смесь газов состоит из водорода и окиси углерода. Массовая доля водорода 0,67%. Найти газовую постоянную смеси и её удельный объем.
Дано:
mH2=0,67%
mCO=99,33%
RH2=4124Дж/кг*К
RCO=296,8Дж/кг*К
Тн.у.=273К
Pн.у.=101325Па
Rсм=?
υсм=?
Задача 30.
Считая пар сухим насыщенным, найти его температуру и удельный объем.
Дано:
Сухой насыщенный пар По таблице водяного насыщенного пара находим данные
T=?
υ=?
Использованная литература:
1. Справочник по физико-техническим основам криогеники, 2 изд., М., 1973.
2. Газотурбинные установки, учеб. пособие для сред. ПТУ. — М.: Высш. шк., 1986.
3. Техническая термодинамика, учебное электронное текстовое издание, часть 2, ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2006.
4. Общий курс физики, Издание 3-е, исправленное и дополненное, М.: Наука, 1990. Т. II. Термодинамика и молекулярная физика.
10