1.2) Вычисление параметров состояния рабочего тела в точке «1»

Удельный объем в точке «1»: V₁ =V₀/ε = 0,939/12 =0,0782 м³/кг.

Переход из состояния 0 в состояние 1 – политропное сжатие, т.е. процесс для которого pVⁿ = const.

Показатель политропы в процессе 0-1 n_0-1 = 1,4. Из уравнения политропы следует, что p₀V₀ⁿ = p₁V₁ⁿ. Откуда

Степень сжатия ε =12, следовательно

p₁= 0,85(12)^1,4 =27,56 бар

Температуру можно найти из уравнения состояния:

После того как параметры состояния 1 установлены, удельные внутренняя энергия, энтальпия и энтропия вычисляются также как и в точке «0» и заносятся во вторую строку табл.3.1.

1.3) Вычисление параметров состояния рабочего тела в точке «2»

В состояние 2 рабочее тело переходит по изохоре, а степень повышения давления λ = 1,24. Следовательно:

V₂ =V₁= 0,0782 м³/кг;

p₂ =λp₁ =1,24 27,6 = 34,2 бар

Температура может быть найдена из уравнения состояния идеального газа:

1.4) Вычисление параметров состояния рабочего тела в точке «3»

Из состояния 2 в состояние 3 рабочее тело переходит по изобаре со степенью предварительного расширения ρ=1,12. Следовательно, p₃=p₂=34,2 бар; . V₃ = ρV₂ =1,12 0,0782 =0,0876 м³ /кг.

Из уравнения состояния следует:

1.5) Вычисление параметров состояния рабочего тела в точке «4»

Процесс расширения рабочего тела от состояния 3 до состояния 4 проходит политропно. Показатель политропы n_3-4=1,45. Удельный объём V₄ = V₀ = 0,939 м³/кг.

Из уравнения политропы следует:

Температура в конце процесса расширения может быть найдена из уравнений состояния

Результаты всех выполненных вычислений заносятся в табл.3.1, которая теперь должна быть полностью заполнена.

2) Расчет термодинамических процессов.

2.1) Процесс 0–1 – адиабатный

Изменение внутренней энергии:

Δu_0-1 = c_V (T₁ – T₀) = 718(752,5 – 278)= 340690 Дж/кг.

Изменение энтальпии:

Δh_0-1 = c_p ( T₁ – T₀)= 1005(752,5 – 278)=476870 Дж/кг.

Работа процесса:

Теплоемкость процесса с_0-1, так как процесс адиабатный (n_0-1 = k):

Теплота процесса может быть определена по формуле:

q_0-1 = c_0-1 ( T₁ – T₀)= 0(752,5 – 278)=0.

Изменение энтропии можно рассчитать с помощью уравнения:

Три последних параметра процесса 0-1 можно было бы определить и без использования расчетных формул, а лишь вспомнив, что n_0-1=k, т.к. процесс адиабатный. Формальный расчет приведен для того, чтобы подчеркнуть, что используемые уравнения универсальны и пригодны для расчета любого процесса, кроме изотермического.

2.2) Процесс 1-2 – изохорный

Изменение внутренней энергии:

Δu_1-2 = c_V (T₂ – T₁) = 718(932,5 - 752,5)= 129240 Дж/кг.

Изменение энтальпии:

Δh_1-2 = c_p ( T₂ – T₁)= 1005(932,5 - 752,5)=180900 Дж/кг.

Теплоемкость процесса: c_1-2 = c_V = 718 Дж/(кг∙К).

Изменение энтропии находим из уравнения:

Теплота подведенная в процессе расходуется на увеличение внутренней энергии: q_1-2 = Δu_1-2 =129240 Дж/кг.

Работа процесса: l_1-2 =0.