Введение. Задача №1

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Алтайский государственный технический университет

им.И.И. Ползунова»

Факультет СТФ

Кафедра Инженерные сети ,теплотехника и гидравлика

Работа защищена с оценкой________________

________________________________

(подпись преподавателя) (инициалы ,фамилия)

«______» ___________________ 2018г

Контрольная работа

по дисциплине «Теплотехника и хладотехника»

Вариант 14

К 19.03.04.014.000

Шифр направления №варианта

Студент группы 9ТОП-71 Н.А.Севергин

подпись инициалы, фамилия

Преподаватель доцент, к.т.н. А.М.Николаев

подпись инициалы ,фамилия

Барнаул 2018

Содержание

Введение. 3

Задача №1. 4

Задача:№2. 7

Задача № 3. 11

Задача №4. 14

Список литературы.. 16

Приложение А.. 17

Приложение Б.. 19

Введение

Теплотехника – общетехническая дисциплина, изучающая методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а также принципы действия тепловых машин, аппаратов и устройств. В курсе теплотехники изучаются методы получения и передачи теплоты, ее преобразования в механическую работу с помощью различных тепловых двигателей и установок, использование теплоты в производственно-технологических процессах и различное энергетическое оборудование.

Выполнение заданий способствует закреплению приобретенных теоре- тических знаний по основным разделам курса: «Тепловые двигатели», «Поршневые компрессоры», «Циклы холодильных установок».

Задача №1

Газ-воздух с начальной температурой t₁=27^оC сжимается в одноступенчатом поршневом компрессоре от давления p₁=0,1 МПа до давления p₂₌0,8МПа. Сжатие может происходить по изотерме, по адиабате и по политропе, с показателем политропы n=1,30. Определить для каждого из трех процессов сжатия конечную температуру газа t₂; отведенную от газа теплоту Q, и теоретическую мощность компрессора, если его производительность G=0,6*10³кг/ч или 300кг/ч

Дать сводную таблицу результатов расчетов и изображение процессов сжатия в pv- и Ts- диаграммах.

Теоретические сведения

Процесс всасывания и нагнетания происходит при постоянном давлении, а в процессе сжатия изменяются давление и объем. Известно, что при сжатии газ нагревается и температура его повышается. Если при этом газ не обменивается теплотой с окружающей средой, то такое сжатие называется адиабатным. Уравнение адиабатного процесса имеет вид
pVK=const,(1)где k -показатель адиабаты.
В том случае, когда теплота нагретого от сжатия газа отбирается, можно создать условия, при которых газ будет сжиматься при постоянной температуре. В этом случае процесс сжатия называется изотермным. Уравнение изотермного процесса определяется выражением
pVn=const. (2)
Таким образом рассмотрены два процесса, происходящих при сжатии газа: отвод теплоты полностью отсутствует и вся теплота от газа забирается. Но возможны и такие процессы сжатия, при которых отбирается не вся теплота. В этом случае термодинамический процесс сжатия называется политропным. Уравнение политропного процесса определяется выражением
pVn=const, (3)

В задаче рассчитаны три процесса сжатия воздуха: изотермический, адиабатный, политропный. Для каждого из них необходимо определить:

1.Конечную t газа после сжатия;

2. Теплоту отведенную от сжатого газа;

3.Работу затраченную на сжатие газа;

4.Теоретическую мощность потребляемую компрессором для сжатия газа.

Расчет

1.Изотермическое сжатие.

Так как изотермический процесс протекает при постоянной температуре

t₂ = t₁= 27 ˚С,

Т₁=t₁+273=27+273=300К

Т₂=Т₁=300К

Теоретическая мощность компрессора определяется выражением

N₀ = G*L,

где L=RTln (p₁/p₂) , где R=287 Дж/(кг*К)- (приложение 1)

Следовательно, N=G*R* T* ln(p₂/p₁) =

400*287*(27+273)ln(1,0/0,1)=79 301 030Дж/ч=22 028Вт=22,02кВт

В изотермическом процессе отведенный от газа тепловой поток

Q = N = 22,02 кВт.

2.Адиабатное сжатие.

Из связи параметров в адиабатном процессе, следует, что

Т₂= Т₁* (p₂/ p₁) ^k^-1/^k= (27+273) * (1,0/0,1)^1,4-1/1,4= 579К

Теоретическая мощность привода компрессора определяется по формуле

|N_o|=G*k/ к-1*R*T₁[(p₂/p₁)^k^-1/^k-1] =

400 * 1,4 / 1,4-1 * 287 * (27+273) * [ (1,0/0,1) ^1,4-1/1,4-1] = 109 144 234Дж/ч

= 30 317Вт=30,3кВт

В адиабатном процессе отведенный от газа тепловой поток Q = 0

3.Политропное сжатие

Из связи параметров в политропном процессе ,следует что

T₁= 300K

Т₂= Т₁(p₂/p₁) ⁿ^-1/ⁿ= 300 * ( 1,0/0,1) ^1,2-1/1,2= 433К

Теоретическая мощность привода компрессора определяется по формуле

|N_o|=G*n/n-1*R*T₁[(p₂/p₁) ⁿ^-1/ⁿ-1]=

=400*6*287*300*[(1,0/0,1)^1,3-1/1,3-1]=144 907 184Дж/ч = 40 251Вт = 40,2кВт

Отведенный от газа тепловой поток определяется по формуле

Q = G * g, где g = С_v_*( n-k) / (n-1) * (t₂-t₁) , где С_v изохорная теплоемкость

Где изобарная теплоёмкость в интервале температур 27 – 433⁰С равна 1013 Дж/ (кг‧К)

Q = G * С_v_*( n-k) / (n-1) * (t₂-t₁) = 400 * 726 * (1,2-1,4) / (1,2-1)*(433 -300) = -38 623 200Дж/ч = -10 728Вт = -10,7кВт

Q = -10,7кВт

4.Сводная таблица результатов

Процесс сжатия	T₂	Q	N
	К	кВт	кВт
1.Изотермический		22,02	22,02
2.Адиобатный			30,3
3.Политропный		-10,7	40,2

5.изображение процессов сжатия в pv- и Тs диаграммах

Рис 1.1

1-2из -сжатие поизотерме, 1-2п - сжатие по политропе,1-2ад- сжатие по адиабате.

12 3 4 Следующая ⇒