Определение параметров характерных точек цикла. Расчет свойств рабочего тела (газовой смеси). Расчет теоретического цикла одноступенчатого поршневого компрессора, процессов в реальном двигателе. Построение индикаторной диаграммы реального компрессора.
Аннотация к работе
Для стабилизации и укрепления положительных тенденций в развитии экономики нашей страны необходимо широкое обновление средств и методов производства, использование высокопроизводительных энерго-и ресурсосберегающих технологий и оборудования, способных обеспечить выпуск конкурентоспособной на мировом рынке продукции. Тепловые процессы получили самое широкое распространение в технике, и сегодня очень трудно назвать оборудование или технологию, где бы тепловая энергия не играла определяющей роли.В качестве исходных данных для расчета цикла в задании даются следующие величины, параметры и зависимости: а) Состав рабочего тела: Единицы измерения О2 N2 СО СО2 H2O SO2 Сухой воздух Граммы 130 250 300 250 70 б) Температура рабочего тела в начале сжатия Т1 = 397 К; в) Давление в начале сжатия р1 = 0,12 МПА; Определяем газовые постоянные компонентов смеси. где: - молекулярные массы компонентов: - универсальная газовая постоянная. Газовая постоянная смеси будет равна.1) а).Рабочее тело с начальными параметрами Р1,V1, T1 (точка1), сжимается по адиабате (линия 1-2). V4 =1,7.0,08=0,1 M3 в) От точки 4 рабочее тело расширяется по адиабате (линия 4-5) до точки 5. В результате отвода теплоты рабочее тело возвращается в первоначальное состояние с параметрами соответствующими началу сжатия (точка 1). По изобаре (линия 2-3) к рабочему телу подводится теплота q1 Параметры рабочего тела в конце процесса подвода теплоты (точка 3): Рз = Р2; T3 = r·T2; V3 = r·V2 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.На построенной (пункт 1.5) T-S диаграмме, штриховкой показать: полезно использованное тепло - (площадь внутри диаграммы); тепло, отданное холодильнику, (площадь под циклом); подведенное тепло - (сумма указанных площадей), по которым нужно определить подведенное, отведенное и полезно использованное в цикле тепло. Определим площадь каждой трапеции как произведение полусуммы оснований на высоту. Сумма площадей трапеций изображает полезно использованное тепло -, а сумма площадей трапеций изображает тепло, отданное холодильнику -.В качестве исходных данных для расчета цикла одноступенчатого поршневого компрессора принимаются следующие параметры: а) рабочее тело-атмосферный воздух состава (0,21О2 0.79N2); Компрессором называются машины, предназначенные для сжатия воздуха и различных газов. Различные по конструкции и принципам сжатия компрессоры характеризуются одинаковыми по сути термодинамическими процессами. Одноступенчатый компрессор представляет собой цилиндр 1, внутри которого движется поршень 2. При движении поршня от (НМТ) влево впускной клапан 3 закрывается, и воздух имеющийся в цилиндре, сжимается до давления Р2 и выталкивается в воздушный ресивер.При построении диаграммы принимать (давление в МПА, объем в м3). Индикаторная диаграмма цикла идеального компрессора в P-V координатах строится для трех процессов сжатия. Построение производить следующим образом. Т. к. начало всех трех процессов сжатия совмещены в точке 1, то на координатной системе P-V в соответствующем масштабе отмечается точка 1 с координатами: абцисса - V1, ордината - P1. Конечные точки строится для трех процессов: а).Вид рассмотренных ранее процессов в T-S - координатах приведен. Изотермический процесс сжатия будет изображаться на этой диаграмме горизонтальным отрезком 1-2, адиабатный процесс - вертикальным отрезком 1-2", а политропный - отрезком 1-2", заключенными между двумя изобарами Р1 и Р2 соответствующими начальному и конечному давлениям газа в компрессоре. Уравнение политропы: (2.10) где: Для справки, уравнение изохоры в T-S - координатах изохоры и изобары идеального газа в этих координатах изображаются логарифмическими кривыми). Поскольку в технической термодинамике приходится иметь дело не с абсолютными значениями энтропии, а с ее изменением, отсчет значений энтропии можно вести от любого состояния, т.е. оперировать ее приращением s. На нем дана часть диаграммы Т-S для воздуха (участок необходимый для расчета одноступенчатых компрессоров), на которой нанесены изотермы, адиабаты и изобары (отсутствуют изохоры).Теоретическая работа компрессора l0 определяется площадью индикаторной диаграммы (на рис. Кривая 1-2 изображает процесс изотермического сжатия, кривая 1-2" - адиабатного сжатия и кривая 1-2" - политропного сжатия. Работа, отнесенная к 1 м3 всасываемого воздуха, = p1 ln(p2/p1)=0,09*ln(0,37/0,09)=0,12 (2.15) Количество тепла, которое должно быть отведено при изотермическом сжатии, q = l0 или Q = L0 (для М кг воздуха). Работа, затрачиваемая на сжатие 1 м3 всасываемого воздуха, =[n/(n-1)]p1[(p2/p1)-1)]=(1,2/(1,2-1))*0,09((0,37/0,09)0,17-1))=0,1 (2.23)Действительная индикаторная диаграмма значительно отличается от теоретической тем, что в ней учитывается вредное пространство (мертвый объем-Vo), потери давления во впускном и нагнетательном клапанах и теплообмен между газом и стенками цилиндра.
План
Содержание
Введение
1. Расчет теоретических циклов теплового двигателя и поршневого компрессора
1.1 Расчет свойств рабочего тела (газовой смеси)
1.2 Определение параметров характерных точек цикла
1.3 Построение P-V диаграммы цикла
1.4 Определение газа за цикл
1.5 Построение T-S диаграммы цикла
1.6 Определение по диаграмме T-S подведенного,отведенного и полезного тепла
1.7 Определение термического коэффициента полезного действия цикла и сравнение его с термического К.П.Д. цикла Карно
2. Расчет теоретического цикла одноступенчатого поршневого компрессора, процессы в реальном компрессоре
2.1 Построение индикаторной диаграммы идеального компрессора в P- V координатах