Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лабораторная работа - Исследование термодинамических процессов идеального газа - файл n1.doc


Лабораторная работа - Исследование термодинамических процессов идеального газа
скачать (435.8 kb.)

Доступные файлы (2):

n1.doc585kb.11.02.2010 13:44скачать
n2.dwg

Загрузка...

n1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...


Ульяновский государственный технический университет


Институт Дистанционного Образования
Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»
дисциплина: Техническая Термодинамика


Лабораторная работа № 3

«Исследование термодинамических процессов идеального газа»

(название)

Выполнил: студент гр. 03-тгв9

Ххххххх Х.Х.

_____________
Принял: преподаватель

Хххххх Х.Х.

_____________


Ульяновск 2009

Цель работы: экспериментальное определение показателя п политропного процесса, знакомство с различными термодинамическими процессами и их изображением в диаграммах и .

Экспериментальная установка.



Рис.1

Сосуд 1 соединен с воздушным нагнетателем 2 через кран 3. С помощью крана 5 сжатый воздух из сосуда подается на турбинку 6, ротор которой, вращаясь, поднимает грузик 7 на высоту Н, отсчитываемую на шкале 8. Давление воздуха в сосуде измеряется с помощью манометра 4.
Порядок проведения опыта.

Нагнетателем 2 при открытом кране 3 и закрытом кране 5 нагнетается воздух в сосуд 1. Давление отсчитывается по манометру 4. В конце сжатия закрывают кран 3 (изохорный процесс). После этого нужно быстро открыть кран 5. Как только давление воздуха в сосуде станет равным . После закрытия крана 5 начинается процесс изохорного нагрева воздуха.



рис.2 рис.3 рис.4

таблица 1

Протокол испытаний.

№ опыта













ед. изм.

Дел. шкалы

0С

Дел. шкалы

Дел. шкалы

мм

Дел. шкалы

1

0

22

50

45,9

226

9,5

2

0

22

50

45,3

242

9,1

3

0

22

50

45,9

236

9,2


Расчеты выполняем по опыту № 1

Ед. изм.

Па; изб

К

Па; изб

Па; изб

м

Па; изб

1

0

295,15

19613,3

18005

0,226

3726,5


Рбар = 749,5мм.рт.ст. = 99930,8 Па

250 дел.шк.=1ат=98,066503 Па

1 дел.шк. = 392,266 Па; Р изб = 392,266 * дел.шкалы


Находим абсолютное давление:



(0) = = 99930,8 Па

(1) = 19613,3 + 99930,8 = 119544,1 Па

(2) = 18005 + 99930,8 = 117935,8Па

(3) = = 99930,8 Па

(4) = 3726,53 + 99930,8 = 103657,3 Па
масса грузика m = 11гр = 0,011 кг

газовая постоянная воздуха:

Объем цилиндра V = 0,0102 м3


Процесс 0-1

Политропное сжатие

- Удельный объем воздуха в т. 0

;

- Плотность воздуха в т. 0

;

- Показатель политропы n процесса:

;

- Температура Т1 в конце процесса:

;

- Техническая работа, совершаемая над 1 кг воздуха в процессе:

;

- Удельный объем в т.1:



- Работа изменения объема, совершаемая над 1 кг газа в процессе:

;

- Масса М кг воздуха в процессе:

;

- Техническая работа совершаемая над М кг воздуха в процессе:



- Работа измеряемого объема, совершаемая над М кг воздуха в процессе:



- Теплоемкость воздуха при 220С, пологая С=const, т.к. ее изменение в пределах эксперимента невелико:



k=1,4



- Измерение энтальпии в процессе:



- Изменение внутренней энергии в процессе:



- Количество теплоты в процессе:



- Значение энтальпии воздуха в т. 0:



- Значение внутренней энергии воздуха в т. 0:



- Изменение энтропии воздуха в процессе 0-1:




- Значение энтропии воздуха в т. 0:

, где

1

- Значение энтропии s воздуха в точке 1:



- Значение внутренней энергии в точке 1:



- Значение энтальпии h воздуха в точке 1:




Процесс 1-2

Изохорное (v=const) охлаждение воздуха от температуры Т1 до температуры окружающей среды Т0. В изохорном процессе dv=0. С учетом этого следует, что

; ;

- Удельный объем воздуха в точке 1:

v1=0,719м3/кг

- Температура Т2 в конце процесса:

Т2 = Т0 = 295,15

- Располагаемая техническая работа:



- Располагаемая техническая работа (всей массы газа):



- Работа изменения объема в процессе:



- Изменение энтальпии в процессе:



- Изменение внутренней энергии в процессе:



- Количество теплоты в процессе:



- Значение энтальпии воздуха в точке 2:



- Значение внутренней энергии воздуха в точке 2:



- Изменение энтропии воздуха в процессе:

; где v2 = v1 = 0,719 м3/кг



- Значение энтропии воздуха в точке 2:

, где vн = 0,774 м3/кг




Процесс 2-3.

В этом процессе при истечении воздуха происходит его политропное расширение (показатель политропы n2-3) с совершением полезной (положительной) работы.
- Показатель политропы процесса:

;

т.к. прочес 3-4 является изохорным, причем т.2-4 лежат на изотерме Т0, можно записать:

; ; ;

- Удельный объем в точке 3:



- Температура Т3 в конце процесса:



- Располагаемая техническая работа (без учета потерь) процесса:

;

- Работа изменения объема 1 кг воздуха в процессе



- Располагаемая работа массы М кг (М = 0,012кг) воздуха:

;

- Работа изменения объема массой М кг воздуха в процессе 2-3:



- Изменение энтальпии воздуха в процессе:



- Изменение внутренней энергии в процессе:



- Количество теплоты в процессе: (cн=-3,48)



- Значение энтальпии воздуха в точке 3:



- Значение внутренней энергии воздуха в точке 3:



- Изменение энтропии воздуха в процессе:





- Значение энтропии воздуха в точке 3:

; где vн = 0,774 м3/кг



- КПД получения работы в процессе :




Процесс 3-4:

В этом процессе, по аналогии с процессом 1-2 работа равна 0 (v = const) и теплота равна изменению внутренней энергии. Но, в отличие от процесса 1-2, процесс 3-4 идет с подводом теплоты, температура и внутренняя энергия газа возрастают.
- Удельный объем воздуха в точке 4:

=

- Температура Т4 в конце процесса:

Т420=295,15 К
- Техническая работа 1 кг воздуха в процессе:



- Работа изменения объема в изохорном процессе
- Техническая работа М кг воздуха в процессе:



- Изменение энтальпии в процессе:



- Изменение внутренней энергии воздуха в процессе:



- Количества теплоты процесса:



- Значение энтальпии воздуха в точке 4:



- Значение внутренней энергии воздуха в точке 4:



- Изменение энтропии воздуха в процессе:





- Значение энтропии воздуха в точке 4:

, где vн = 0,774 м3/кг


Процесс 4-0.

Процесс адиабатного дросселирования. ; ; ,

а поскольку газ считаем идеальным, то и ; ;
- Удельный объем воздуха в точке 0: v0 = 0,848 м3/кг
- Температура воздуха в точке 0: Т0 = 295,15К
- Значение внутренней энергии в точке 0: u0 = 15,874

- Изменение энтальпии в процессе:

- Изменение внутренней энергии в процессе:

- Значение энтальпии в точке 0: h0 = 22,232

- Изменение энтропии воздуха в процессе:





- Величина энтропии воздуха в точке 0: S0 = 0,0821

Таблица 2

Сводная таблица результатов расчетов
k = 1,4 ; V = 0,0102 м3; R = 0,28714 кДж/кгК; Мгаз = 0,012 кг;

ср = 1,00368 кДж/кгК; сv = 0,71668 кДж/кгК


Параметр состояния (процесса)

Единица измерения

Номер точки цикла

0

1

2

3

4

0

ризб

Па

0

19613,3

18005

0

3726,5

0

рабс

Па

99930,8

119544,1

117935,8

99930,8

103657,3

99930,8

Т

К

295,15

299,5

295,15

285,2

295,15

295,15

v

м3/кг

0,848

0,719

0,719

0,818

0,818

0,848

s

кДж/кгК

0,0821

0,0452

0,0347

0,0472

0,0718

0,0821

u

кДж/кг

15,874

18,992

15,874

8,743

15,874

15,874

h

кДж/кг

22,232

26,598

22,232

12,245

22,232

22,232







Номера процессов

0-1

1-2

2-3

3-4

4-0

n




1,089



1,261



1,4

q

кДж/кг

-10,83

3,118

24,78

-7,131

0

l/

кДж/кг

-15,283

-1,156

13,804

3,048

0

L

кДж/кг

-0,1684

0

0,131

0

0


L2-3(действ) = GгрН=m·9,8·H = 0,011·9,8·0,226 = 0,024 кДж G = 11 гр = 0,011 кг

0,166 кДж Н = 226мм = 0,226 м

14,46 % t0C = 220C = 295,15 K


Вывод:

В процессе работы я научился определять показатель n политропного процесса. Познакомился с различными термодинамическими процессами и их изображением в диаграммах и . Научился производить анализы процессов с определением таких характеристик процесса, как работа, количество подведенной и отведенной теплоты.




Скачать файл (435.8 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru