3.Полный термодинамический расчет каждого процесса.

Полный термодинамический расчет любого процесса включает вычисления тепла и работы за этот процесс, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии.

Для политропного процесса 1-2 количество тепла вычисляется по формуле(1):

,

где - средняя массовая теплоемкость в процессах при постоянном объеме в интервале температур от доТ₂;

- показатель адиабаты для процесса 1-2;

- средняя массовая теплоемкость воздуха в процессах при Р=const для того же интервала температур.

Если принимать зависимости = f(T) и = f(T) линейными, то величины средних теплоемкостей воздуха легко вычислить по формулам [10]:

и

,

где и — температура в начале и в конце процесса в °С.

Проводим вычисления:

,

;

;

=

Итак, тепло за процесс 1 -2

= ;

Работа в процессах 1-2 вычисляется по формуле:

;

Рассчитываем изменения внутренней энергии, энтальпии, энтропии в процессе 1-2, используя известные формулы, полученных для идеального газа.

;

;

.

Чтобы проверить правильность расчетов, запишем выражение первого закона термодинамики и проведем сопоставление значений :

Неувязка свидетельствует об отсутствии ошибок в вычислениях.

Проводим расчеты для изобарного процесса 2-3

;

;

;

;

Для проверки составим выражение первого закона термодинамики

Неувязка свидетельствует об отсутствии ошибок в вычислениях.

Расчет политропного процесса 3-4, проводим аналогично расчету процессу 1 - 2.

= ;

Итак, тепло за процесс 3-4:

;

Рассчитаем изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии.

;

;

Чтобы проверить правильность расчетов, запишем выражение первого закона термодинамики и проведем сопоставление значений :

Неувязка свидетельствует об отсутствии ошибок в вычислениях.

Проводим расчеты для изобарного процесса 4-1

;

;

;

;

;

Для проверки составим выражение первого закона термодинамики

Неувязка свидетельствует об отсутствии ошибок в вычислениях.

4. Вычисление термодинамических характеристик цикла.

Тепло за цикл

Работа за цикл

Неувязка

Количество подведенного тепла

Количество отведенного тепла

Термический коэффициент полезного действия цикла

Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии за цикл

Незначительные отклонения величин , , от нуля свидетельствует об отсутствии ошибок при расчетах.

5. Вычисление термического кпд идеализированного цикла, у которого теплообменом в процессах сжатия и расширения пренебрегают.

Термический КПД идеализированного цикла, у которого теплообменом в процессах сжатия и расширения пренебрегают вычисляем по формуле, принимая в первом приближении к=1.41:

6.Вычисление термического кпд цикла Карно, осуществляемого в том же интервале температур и энтропии.

Термический КПД цикла Карно для того же интервала температур

7. Изображение цикла в p-V и t-s координатах.

Изображение цикла на p-v диаграмме не представляет затруднений, так как параметры р и v определены ранее для всех характерных точек цикла. Положение этих точек на p-v диаграмме определяется делением значений соответствующих параметров на величины масштабов по осям координат.

Точки 2 и 3, 4 и 1соединены прямыми линиями, линии политропных процессов 1-2 и 3-4 проводим условно, и корректируем дополнительными точками.

Откладываем на линии 1-2 и 3-4 по 3 дополнительные точки и опускаем перпендикуляры на координату v, получаем:

Далее рассчитываем , и строим по полученным координатам соответственно точки

Диаграмма цикла в p-v координатах находится в приложении А.

Чтобы построить Т-S диаграмму, необходимо сначала вычислить значения энтропии для каждой характерной точки цикла. Энтропию в точке 1 вычислим по формуле:

_,

где , - параметры воздуха при нормальных условиях.

Задаваясь масштабами наносим характерные точки на Т-S диаграмме.

Точки 2 и 3, 4 и 1соединяем отрезками экспонент и корректируем дополнительными точками. Линии политропных процессов 1-2 и 3-4 условно проводим прямыми.

Откладываем на линии 2-3 и 4-1 по 3 дополнительные точки и опускаем перпендикуляры на координату T, получаем:

Далее рассчитываем , и строим по полученным координатам соответственно точки

Диаграмма цикла в Т-S координатах находится в приложении В.