- •1. Рабочая программа по дисциплине «Техническая термодинамика»
- •2. Рабочая программа, методическое обеспечение по дисциплине «Прикладная термодинамика»
- •3.Конспект лекций
- •4. Методические указания и пример расчета газового цикла теплового двигателя
- •5.Задачи с примерами решений
- •6. Варианты домашнего задания по расчету газового цикла теплового двигателя
- •1.1. Пояснительная записка
- •1.2. Тематический план изучения дисциплины
- •1.4. Контрольные вопросы к зачету.
- •2.1. Пояснительная записка
- •2.2. Тематический план изучения дисциплины
- •2.3. Содержание дисциплины.
- •2.4. Контрольные вопросы к зачету.
- •2.5.Основная литература
- •2.6.Дополнительная литература:
- •3.Конспект лекций
- •3.1. Термодинамика
- •3.1.1. Содержание и метод термодинамики
- •3.1.2. Основные понятия термодинамики
- •3.1.3. Газовые смеси
- •3.1.4. Законы идеальных газов
- •3.1.5. Первое начало термодинамики
- •3.1.5.1. Первое начало термодинамики как математическое
- •3.1.5.2. Первое начало термодинамики простого тела
- •3.1.6. Понятие теплоёмкости
- •3.1.7.Первое начало термодинамики для идеальных газов
- •3.1.7.1. Закон Майера
- •3.1.7.2. Принцип существования энтропии идеального газа
- •3.1.8. Термодинамические процессы
- •3.1.8.1. Классификация термодинамических процессов
- •3.1.8.2. Работа в термодинамических процессах
- •3.1.9. Круговые процессы (циклы)
- •3.1.9.1. Тепловые машины, понятие термического к.П.Д.,
- •3.1.9.2. Цикл Карно
- •3.1.10. Второе начало термодинамики
- •3.1.11. Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания
- •3.1.11.1. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания
- •3.1.11.2. Циклы газотурбинных установок
- •3.1.12.Водяной пар
- •3.1.13.Влажный воздух
- •3.1.14.Истечение сжимаемых и несжимаемых жидкостей
- •3.1.14.1. Истечение несжимаемых жидкостей
- •3.1.14.2.Истечение сжимаемых жидкостей (газов и паров)
- •4. Методические указания и пример расчета газового цикла теплового двигателя
- •3 .Рй цикл в координатах t-s цикл в координатах t-s
- •5.Задачи с примерами решений
- •5.1.Параметры состояния и основные газовые законы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •5.2. Газовые смеси
- •Задачи для самостоятельного решения
- •5.3. Первое начало термодинамики
- •Задачи для самостоятельного решения
- •5.4. Процессы изменения состояния вещества Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •5.5. Пары Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •5.6. Циклы тепловых машин Примеры решения задач
- •Определение параметров пара в крайних точках цикла
- •Определение термического кпд цикла
- •Задачи для самостоятельного решения
- •5.7. Истечение газов и паров Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •6.Варианты домашнего задания по расчету газового цикла теплового двигателя Состав газовых смесей
- •Исходные данные к расчету газового цикла
- •625003, Г. Тюмень, ул.Семакова, 10.
3.1.8. Термодинамические процессы
3.1.8.1. Классификация термодинамических процессов
Термодинамическим процессом принято называть любое изменение системы в результате изменения одного или ряда определяющих ее параметров.
Уравнение процесса может быть задано условием о постоянном значении в этом процессе какой-либо функции состояния (например, U=idem, h=idem, P=idem, t=idem и т. п.) или условием о равенстве нулю какого-либо эффекта в этом термодинамическом процессе (например, q=0; работа l=0 и т. п.). С помощью уравнений термодинамики можно изучать разнообразные процессы, при этом интерес представляет изображение процесса изменения состояния в Р- координатах (рис. 3.11).
Простейшими процессами в термодинамике являются: изохорный (=idem), изобарный (Р=idem), изопотенциальный (Р=idem). Обобщающим выражением этих процессов является уравнение политропы с постоянным показателем:
Рn=C=idem; (3.48)
P1/n= =C1=idem,
где n — показатель политропы, для данного процесса величина постоянная, но может иметь любые численные значения от до +;
С, С1 постоянные, характеризующие прохождение процесса через какую-либо точку диаграммы: начальную, конечную или промежуточную.
Рис. 3.11. Показатель политропы в P- и lg P-lg координатах
Политропный процесс — это, в принципе, любой процесс, где одно-временно могут изменяться все параметры рабочего тела (P, , T), осуществляться подвод и отвод теплоты и т. п. Все остальные термодинамические процессы являются частными случаями политропного:
так, при n=0 P=idem (изобарный),
n= V=idem (изохорный),
n=1 P=idem (изопотенциальный),
n=k Pk=idem (адиабатный).
Рис.3.12.Изображение политропных процессов в Р- координатах
Физический смысл показателя политропы n определяется при дифференцировании исходного уравнения политропы с постоянным показателем:
ndP+nn-1Pd=0,
dP=nPd.
=nl n=/l;
в интегральной форме n=/l. (3.49)
Показатель политропы равен отношению работ процесса — потен-циальной к термодинамической, а в логарифмических координатах n=tg. Процессы изменения состояния простых тел можно показать в зависимости от показателя политропы при n+ (рис. 1.12).
3.1.8.2. Работа в термодинамических процессах
Величина работы определяется, исходя из уравнения этого процесса (Р)=0 и уравнения политропы с постоянным показателем.
= dP l=Pd+dP=d(P);
l = Pd n=/l, тогда l(1n)=d(P);
(3.50)
(3.51)
где — характеристика расширения (сжатия) — величина соотношения начального и конечного значений потенциальной функции.
Сопоставляя уравнения процесса, потенциальной функции и уравнение состояния, имеем:
тогда получим:
(3.52)
Потенциальная работа .
Для изотермического процесса
(3.53)
Соотношения между параметрами состояния, а также расчетные и проверочные зависимости термодинамических величин в процессах даны в табл. 3.1.
Соотношения между парамет
зависимости термодинами
Наименование процесса |
Уравнение процесса |
Показатель политропы |
Связь между параметрами |
Термодинамическая работа |
Политропный |
PVn=idem |
|
|
|
Изобарный |
P=idem |
n = 0 |
|
|
Изохорный |
V=idem |
n = |
|
|
Изотермический |
PV=idem |
n = 1 |
|
|
Адиабатный |
PVк=idem |
n = к= |
|
|
рами состояния, расчетные и проверочные Таблица 3.1.
ческих величин в процессах
Потенциальная работа |
Теплоем-кость процесса |
Количество тепла |
Изменение энтропии |
|
|
|
|
|
Срm |
|
|
|
Cvm |
q1,2=Сvm(T2-T1) |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|