Паровой цикл

2. Параметры P, V, T, h, S основных точек берем из задания, паровых таблиц и непосредственно с S-h диаграммы, внутреннюю энергию рассчитываем по формуле: U=h-P*V. 

Точка 1:

Р₁ = 14,11 бар

V₁ = 0,18 м³/кг

Т₁ = 573 К

h₁ = 3040 кДж/кг

S₁ = 6,95 кДж/(кг*К)

U₁ = h₁ - Р₁*V₁ = 3040 – 14,11*10³*0,18 = 500,2 кДж/кг 

Точка 2:

Р₂ = 3,29 бар

V₂ = 0,55 м³/кг

Т₂ = 409 К

h₂ = 2725 кДж/кг

S₂ = 6,95 кДж/(кг*К)

U₂ = h₂ – Р₂*V₂ = 2725 – 3,29*10³*0,55 = 915,5 кДж/кг 

Точка 3:

Р₃ = 3,44 бар

V₃ = 0,76 м³/кг

Т₃ = 576 К

h₃ = 3075 кДж/кг

S₃ = 7,65 кДж/(кг*К)

U₃ = h₃ – Р₃*V₃ = 3075 – 3,44*10³*0,76 = 460,6 кДж/кг 

Точка 4:

Р₄ = 14,58 бар

V₄ = 0,24 м³/кг

Т₄ = 796 К

h₄ = 3525 кДж/кг

S₄ = 7,65 кДж/(кг*К)

U₄ = h₄ – Р₄*V₄ = 3525 – 14,58*10³*0,24 = 28,8 кДж/кг 

Полученные  результаты помещаем в таблицу 1 
 

Таблица 1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Теплообмен, измерение внутренней энергии,  энтальпии, энтропии и работу  процесса находим для отдельных  процессов следующим образом: 

Процесс 1-2 

dU = U₂ – U₁ = 915,5 – 500,2 = 415,3 кДж/кг

dh = h₂ – h₁ = 2725 – 3040 = - 315 кДж/кг

dS = S₂ – S₁ = 6,95 – 6,95 = 0 кДж/(кг*K)

Q = T(S₂ – S₁) = 573(6,95 – 6,95) = 0 кДж/кг

I = Q – dU = 0 – 415,3 = - 415,3 кДж/кг 

Процесс 2-3 

dU = U₃ – U₂ = 460,6 – 915,5 = - 454,9 кДж/кг

dh = h₃ – h₂ = 3075 – 2725 = 350 кДж/кг

dS = S₃ – S₂ = 7,65 - 6,95 = 0,7 кДж/(кг*K)

Q = T(S₃ – S₂) = 409(7,65 – 6,95) = 286,3 кДж/кг

I = Q – dU = 286,3 – (- 454,9) = 741,2 кДж/кг 

Процесс 3-4 

dU = U₄ – U₃ = 28,8 – 460,6 = - 431,8 кДж/кг

dh = h₄ – h₃ = 3525 – 3075 = 450 кДж/кг

dS = S₄ – S₃ = 7,65 – 7,65 = 0 кДж/(кг*K)

Q = T(S₄ – S₃) = 576(7,65 – 7,65) = 0 кДж/кг

I = Q – dU = 0 – (- 431,8) = - 431,8 кДж/кг 

Процесс 4-1 

dU = U₁ – U₄ = 500,2 – 28,8 = 471,4 кДж/кг

dh = h₁ – h₄ = 3040 – 3525 = - 485 кДж/кг

dS = S₁ – S₄ = 6,95 – 7,65 = - 0,7 кДж/(кг*K)

Q = T(S₁ – S₄) = 796(6,95 – 7,65) = - 557,2 кДж/кг

I = Q – dU = - 557,2 – 471,4 = - 1028,6 кДж/кг 
 

Результаты  помещаем в таблицу 2: 

Таблица 2 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Два цикла  в целом: 

Подведенное тепло:  

∑Q₁ = Q₁ + Q₂ = 0 + 286,3 = 286,3  

Отведенное  тепло:   

∑Q₂ = Q₃ + Q₄ = 0 + ( - 557,2) = - 557,2 

Работа всего  цикла: 

I_ц =  ∑Q₁ - ∑Q₂ = 286,3 – ( - 557,2) = 843,5  

Термический КПД: 

h = I_ц / ∑Q₁ * 100% = 843,5/286,3*100% = 29,4% 

Среднее индикаторное давление цикла: 

Р_i = I_ц / ( V_max – V_min ) = 843,5 / ( 0,76 – 0,18 ) = 1454,3 = 1,5 ат 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Определяем  параметры для отмеченной точки  (4):

по паровым  таблицам для Рабс = 15ат 

V_x = x*V’+(1-x)*V’ = 0,8*0,24+(1-0,2)*0,24 = 0,144 м³/кг

r_x = x*r = 0,8*2256 = 1804,8 кДж/кг

h_x = h’+x*r = 1084,95+0,8*2256 = 2889,75 кДж/кг

Y_x = x*Y = x*p(V’’ – V’) = 0,8*2890*(0,069 – 0,0012) = 156,7 кДж/кг

r_x = r_x - Y_x = 1804,8 – 156,7 = 1648,1 кДж/кг

U_x = h_x- V_x*p = 2889,75 – 0,144*2890 = 2473,59 кДж/кг

S_x = x*S’’+(1-x)*S’ = 0,8*6,19+0,2*2,62 = 5,476 кДж/(кг*K) 
 

Где

V’ - удельный обьем на линии насыщения

V’’ - удельный обьем сухого насыщенного пара

r - теплота парообразования

h’ - энтальпия воды на линии насыщения

h’’ - энтальпия сухого насыщенного пара

V - удельный объем воды и перегретого пара

h - удельная энтальпия воды и перегретого пара

S - удельная энтропия воды и пере гретого пара

S’ - энтропия воды

S’’ - энтропия сухого насыщенного пара 

Таблица 3 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Министерство сельского хозяйства

Российской  Федерации

Тюменская Государственная  Сельскохозяйственная Академия 
 
 
 

Кафедра: «Общей физики

 и технической  термодинамики»

 
 
 
 
 

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ  РАБОТА

на тему: Паровой  цикл 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент  группы 731Б 

                                                                                                                 Юмачиков Дмитрий

                                                                                      Проверил: преподаватель

                                                                                                             Снохин Анатолий

                                                                                                  Семенович 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Тюмень 2010