новая папка 1 / 302210

3056

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра промышленной теплоэнергетики

ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

методические указания к практическим занятиям

Составители: В.Я. Губарев, А.Г. Арзамасцев

Кадры для региона

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Липецк Липецкий государственный технический университет

2014

УДК 621.036 (07) Г93

Рецензент – канд.техн.наук, доц. Т.Г. Мануковская

Губарев, В.Я.

Г93 Техническая термодинамика [Текст]: метод. указания к практическим занятиям / сост. В.Я. Губарев, А.Г. Арзамасцев. – Липецк: Изд-во Липецкого государственного технического университета, 2014. – 17 с.

Методические указания содержат практические задания по дисциплине

«Техническая термодинамика». Методические указания предназначены для проведения практических занятий по данной дисциплине у студентов 2-го курса направления «Теплоэнергетика и теплотехника».

Ил.:14.

© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2014

2

Компрессоры

Задача 1

Определить теоретическую работу на привод одноступенчатого (процесс 1-8) и трёхступенчатого компрессоров (1-2-3-4-5-6-7) при сжатии воздуха до давления 125 бар (рис. 1). Начальное давление p1 = 1 бар, начальная

температура t1 = 300°С. Показатель политропы для всех ступеней принять

равным n = 1,2. Определить величину работы на 1 м3 воздуха и температуру в конце сжатия в одноступенчатом и трёхступенчатом компрессорах. Найти значения давления, температуры и удельного объема для каждой точки графика.

Рис. 1

3

Задача 2

Поршневой компрессор имеет рабочий объем Vh(s) = 3 л, объем мертвого

пространства составляет 6% от полного объема. Рабочее тело – воздух с начальными параметрами p1 = 1 бар, Т1 = 300 К. Процессы 1-2 и 3-4

политропные (рис. 2), показатель политропы n = 1,2. Cтепень сжатия равна компрессора εсж = р2/р1 = 5. Найти все недостающие значения объемов,

вычислить коэффициент объемного наполнения компрессора и построить график зависимости коэффициента объемного наполнения от доли мертвого пространства в полном объеме.

Рис. 2

4

Задача 3

Поршневой компрессор имеет рабочий объем Vh(s) = 1 л, объем мертвого

пространства составляет 7% от полного объема. Рабочее тело – воздух с начальными параметрами p1 = 1,02 бар, Т1 = 290 К. Процессы 1-2 и 3-4

политропные (рис. 3), показатель политропы n = 1,25. Cтепень сжатия компрессора εсж = р2/р1 = 7. Найти подачу компрессора, если число двойных

поршня m = 3000 ходов/минуту.

Рис. 3

5

Циклы двигателей внутреннего сгорания

Задача 1

Для идеального цикла поршневого двигателя с изохорным подводом теплоты υ = const (рис. 4) определить параметры всех основных точек, полезную работу, количество подведённой и отведённой теплоты, термический кпд цикла, если даны p1 = 1 бар, Т1 = 320 К. Рабочее тело – воздух с газовой

постоянной R = 287 Дж/(кгК), показатель адиабаты k = 1,4. Теплоёмкость рабочего тела принять постоянной. Расчет проводить для 1 кг рабочего тела.

Рис. 4

6

Задача 2

Для идеального поршневого двигателя с подводом теплоты при р = const (рис. 5) определить параметры всех основных точек, полезную работу, количество подведённой и отведённой теплоты, термический кпд цикла, если

даны p1 = 1 бар, Т1 = 350 К, степень сжатия ε = 20, степень изобарного

расширения ρ = 2; рабочее тело – воздух, для которого значение газовой постоянной R = 287 Дж/(кгК), показатель адиабаты k = 1,4. Теплоёмкость рабочего тела принять постоянной. Расчет проводить для 1 кг рабочего тела.

Рис. 5

7

Задача 3

В цикле поршневого двигателя со смешанным подводом теплоты (рис. 6) начальное давление p1 = 1 бар; начальная температура Т1 = 300 К; степень

сжатия ε = 12,7; степень повышения давления λ = 1,4; степень предварительного расширения ρ = 1,6. Рабочее тело – воздух, газовая теплоёмкости принять: сv = 0,72 кДж/(кгК), ср = 1,01 кДж/(кгК); газовая

постоянная равна R = 287 Дж/(кгК);показатель адиабаты k = 1,4. Определить параметры в характерных точках цикла, работу сжатия, расширения и полезную, термический кпд цикла, количество подведённой и отведённой теплоты. Расчёт проводить для 1 кг воздуха.

Рис. 6

8

Циклы газотурбинных установок

Задача 1

Для идеального цикла ГТУ с подводом теплоты при р = const (рис. 7) определить параметры характерных точек, полезную работу и работу расширения, количество подведённой и отведённой теплоты, термический к.п.д цикла. Начальные параметры рабочего тела: p1 = 1 бар, t1 = 20°С; степень

увеличения давления при адиабатном процессе сжатия β = р1/р2 = 10; показатель

адиабаты k = 1,4. Температура в точке 3 не должна превышать 1000 К; рабочее тело – воздух; теплоёмкость воздуха постоянная; расчёт проводится для 1 кг рабочего тела.

Рис. 7

9

Задача 2

В цикле газовой турбины с подводом теплоты при υ=const (рис. 8) начальные параметры рабочего тела: p1 = 1 бар, Т1 = 298 К. Степень увеличения

давления в адиабатном процессе сжатия β = р1/р2 = 10; показатель адиабаты

равен k = 1,4. Температура в точке 3 не должна превышать 1000 К. Рабочее тело

– воздух; теплоёмкости постоянные; расчёт проводится на 1 кг рабочего тела. Определить параметры всех основных точек, полезную работу и работу расширения, количество подведённой и отведённой теплоты, термический кпд цикла.

Рис. 8

10