Теплотехника

1. Проводим расчет газовой смеси.
1.1. Определяем состав газовой смеси в массовых долях.
1.2. Определяем удельную газовую постоянную смеси и состава смеси в объемных долях
1.3. Определяем «кажущуюся» молекулярную массу смеси через массовые и объемные доли.
1.4. Определяем плотность и удельный объем смеси при нормальных физических условиях.
2. Проводим расчет термодинамических процессов, составляющих термодинамический цикл.
2.1. Определяем параметры состояния газовой смеси (Р, V и Т) в характерных точках цикла и показатели политропы процессов, составляющих цикл.
2.2. Определяем процессные теплоемкости (Сv и СР) газовой смеси и показатель адиабаты k.
2.3. Определяем изменение внутренней энергии ∆U, энтальпии ∆h и энтропии ∆S в процессах, составляющих цикл.
2.4. Строим цикл в координатах P-V и T-S
2.5. Определяем количество работы изменения объема l, совершаемой в каждом из процессов, и тепла q подводимого (отводимого) в каждом из процессов, составляющих цикл
3. Проводим расчет термодинамического цикла в целом.

Исходные данные:
• Состав газовой смеси: N2 – 4 кг; СО2 – 3.5 кг; Н2О – 1.5 кг.
• Параметры состояния – точки 1 и 5: Р1 = 3 бар; Р5 = 5 бар; Т5 = 1050 К.
• Параметры состояния – точки 2 и 3: Р2 = 7.2 бар; Р3 = 11.2 бар; Т3 = 570 К.
• Параметры состояния – точка 4: V4 = 4/3 V3.
В цикле предполагается, что процессы:
• 2-3 и 5-1 – изохорные;
• 3-4 – изобарный;
• 1-2 и 4-5 – политропные.
Так как по условиям варианта Р5 = Р1, в цикле отсутствует процесс 5-1.

1. Расчетная часть по исходным данным - см. введение.
2. Контрольные вопросы:
2.1. Приведите формулировки 1-го и 2-го законов термодинамики. Напишите аналитическое выражение 1-го закона термодинамики для каждого процесса цикла применительно к Вашему варианту.
2.2. Изобразите в P-V и T-S диаграммах прямой цикл Карно. Почему он не является идеальным для паросиловой установки.