Методические указания к расчетно-графической работе
по дисциплине «Теплотехника и ТТО»
Самара 2007
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Самарский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра гидравлики и теплотехники
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ТЕПЛОВЫХ УСТАНОВОК
Методические указания к расчетно-графической работе
по дисциплине «Теплотехника и ТТО»
Утверждены редакционно-издательским
Советом университета 19 января 2007г.
Самара 2007
Составители: Вытчиков Юрий Серафимович,
Зотов Юрий Николаевич,
Зеленцов Данила Владимирович
УДК 621.1.016(07)
Термодинамические расчеты тепловых установок: Методические указания к расчетно-графической работе по дисциплине «Теплотехника и ТТО» /Сост.: Ю.С. Вытчиков, Ю.Н. Зотов, Д.В. Зеленцов; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. Самара, 2007. – 39с.
Даются краткие теоретические сведения по всем разделам выполняемой работы с необходимыми графическими иллюстрациями и примерами расчетов.
Целью выполнения данной расчетно-графической работы является закрепление у студентов знаний по важнейшим разделам курса «Теплотехника и ТТО» и развитие навыков выполнения теплотехнических расчетов с применением р-v; T-s; i-s диаграмм.
Методические указания составлены в соответствии с программой курса «Теплотехника и ТТО» для студентов специальности 290600 очной формы обучения (4-й курс, 7-й семестр).
Редактор Л.И. Глезерова
Технический редактор А.И. Непогодина
Корректор Е.М. Фоменкова
Подписано в печать 14.02.07. Формат 60х841/16. Печать оперативная. Бумага офсетная. Уч.-изд. л. 2,5. Усл. печ. л. 2,46. Тираж 100экз. Заказ №
443001 Самара, ул. Молодогвардейская, 194
Самарский государственный архитектурно-строительный университет.
ООО Издательство «СамЛЮКСПРИНТ»
443080 Самара, ул. Революционная, 70-П, офис 301А.
Расчетно-графическая работа выполняется в соответствии с выданным заданием и включает в себя расчетную и графические части.
Расчетная часть состоит из трех разделов:
1. Газовые смеси. Теплоемкость газов.
2. Циклы двигателей внутреннего сгорания.
3. Водяной пар. Паросиловые установки.
Графическая часть работы выполняется на листе формата А2 и содержит в себе изображение цикла двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в р-v и T-s диаграммах, схему паросиловой установки и изображение цикла Ренкина в T-s и i-s диаграммах.
Характерные точки циклов наносятся в соответствии с результатами расчетов в выбранном масштабе.
ГАЗОВЫЕ СМЕСИ. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ГАЗОВ
Для выполнения первого раздела задания необходимо изучить следующие вопросы: параметры состояния рабочего тела, газовые смеси, теплоемкость газов.
Под газовыми смесями понимают механическую смесь нескольких газов, химически между собой не взаимодействующих. Состав газовой смеси определяется количеством каждого из газов, входящих в смесь, и может быть задан массовыми mi или объемными riдолями:
mi = Mi / M; ri = Vi / V,
где Mi – масса i-го компонента, Vi – объем i-го компонента, M и V – масса и объем всей смеси соответственно.
Очевидно, что
М1 + М2 +…+Мn = M;
m1 + m2 +…+mn= 1,
а также
V1 + V2 +…+ Vn = V;
r1 + r2 +…+rn = 1.
Для удобства решения практических задач со смесями газов введено понятие о кажущейся молекулярной массе смеси газов, которая представляет собой среднюю массу из действительных молекулярных масс отдельных компонентов смеси.
Уравнение состояния смеси газов имеет следующий вид:
p·V = M·Rсм·Т.
На смеси газов распространяется понятие универсальной газовой постоянной:
mсм·R = 8314 Дж/(кмоль×К).
Связь между давлением газовой смеси р и парциальным давлением отдельных компонентов рi, входящих в смесь, устанавливается законом Дальтона:
.
Если заданы состав газовой смеси, а также характеристики составляющих смесь газов, то можно рассчитать необходимые характеристики смеси по приводимым в табл. 1 формулам.