3) Расчет и анализ коэффициента полезного действия цикла.

На этом шаге алгоритма рассчитывается термический коэффициент полезного действия цикла: η_t =1- q₂/q₁,

где q₁ - теплота, подведенная в цикле: суммируются положительные теплоты процессов; q₂ – теплота, отведенная в цикле: модуль алгебраической суммы теплоты тех процессов, в которых величина отрицательна. Все указанные численные значения проще всего выбрать из таблицы, заполненной по форме табл. 3.2.

Далее рассчитывается термический коэффициент полезного действия цикла Карно, выполненного в том же интервале температур:

,

где T_min, T_max – соответственно, минимальная и максимальная температура в характерных точках цикла. Эти температуры выбирают из заполненной табл.3.1.

Таблица 3.2

Расчет термодинамических параметров

Величины	Δu, кДж/кг	Δh, кДж/кг	Δs, кДж/(кг∙К)	q, кДж/кг	l, кДж/кг
Процесс
0-1
1-2
2-3
3-4
4-0
За цикл:

Следующий шаг – вычисление относительного коэффициента полезного действия цикла:

4) Изображение цикла в масштабе в pv- и Ts - диаграммах.

3.1.3. Пример расчета цикла

Пример 1. Проведем расчет цикла Тринклера (см. рис. 3.1) для следующих исходных данных: в качестве рабочего тела взят воздух.

p₀ = 0,85 бар = 0,85∙10⁵ Па;

t₀ = 5 ⁰C; ε=12; λ=1,24; ρ=1,12; n_0-1 =1,4; n_3-4 =1,45.

Газовая постоянная R = 287 Дж/(кг∙К);

Удельная теплоемкость:

при постоянном объеме c_V = 718 Дж/(кг∙К);

при постоянном давлении c_p = 1005 Дж/(кг∙К);

Показатель адиабаты k = 1,4.

Расчет цикла проводим по указанному ранее алгоритму.

1) Расчет параметров состояния в характерных точках цикла.

Вычисления параметров рабочего тела начинаются с точки «0», давление и температура даны в исходных данных (p₀ , t₀).

Затем аналогичные вычисления проводятся для остальных точек цикла. При выполнении всех перечисленных ниже расчетов удобно воспользоваться формулами, приведенными во 2 главе.

1.1) Вычисление параметров состояния рабочего тела в точке «0»

Давление и температура известны (см. исходные данные):

p₀ = 0,85 бар = 0,85∙10⁵ Па; t₀ = +5 ⁰C;

Абсолютная температура T₀ =t₀ + 273 =5 + 273 =278K.

Удельный объем определяется из уравнения состояния идеального газа.

Удельные внутренняя энергия, энтальпия и энтропия рабочего тела могу быть определены с точностью до произвольных постоянных. Для идеального газа принимается, что эти величины обращаются в нуль при нормальных условиях, т.е. при t_н = 0 ⁰C и давлении p_н = 760 мм. рт.ст. или p_н = 101325 Па. С учетом принятого начального условия находим, что u= c_V∙t.

Соответственно, удельная энтальпия: h = c_p∙t.

Следовательно, в точке «0»

u₀ = c_V∙t₀ =7185=3590 Дж/кг.

h₀ = c_p∙t₀ = 10055= 5025 Дж/кг.

Считая за нуль отсчета энтропии состояние газа при нормальных условиях, вычислим значение удельной энтропии, по формуле:

Подставим в эту формулу значение давления и температуры в точке «0», а также значение температуры и давления при нормальных условиях, и найдем, что в точке «0»

Далее в примере 1 расчета вычисление внутренней энергии, энтальпии и энтропии в каждой точке не повторяется. При выполнении задания по своему варианту эти расчеты нужно сделать.

Параметры начальной точки p₀, t₀ и вычисленные величины T₀, V₀, u₀, h₀, s₀ заносятся в первую строку табл.3.1.