Цикл отнесен к 1 кг водяного пара и задан в Р,υ-координатах

Построим цикл в T-s – и h-s – диаграммах.
Параметры точки 1 находим по h-s – диаграмме на пересечении линии постоянной сухости х=0,9 и изобары p1=10 ата=10 бар.
Получаем
1 = 0,18 м3/кг; h1 = 2575 кДж/кг; s1 = 6,05 кДж/(кг·К); t1= ts=180 °С.
u1=h1-p1v1=2575-10∙102∙0,18=2395 кДж/кг.
Процесс 1-2 – адиабатный. Для определения параметров точки 2 поднимаемся по адиабате до пересечения с t2=t3=350 ℃.
2 = 0,030 м3/кг; h2 = 2990 кДж/кг; s2 = 6,05 кДж/(кг·К), p2=80 бар.
u2=h2-p2v2=2990-80∙102∙0,030=2750 кДж/кг.
Параметры точки 4 находим по h-s – диаграмме на пересечении линии постоянной сухости х=0,9 и изобары p4=0,2 ата=0,2 бар.
4 = 7,0 м3/кг; h4 = 2375 кДж/кг; s4 = 7,2 кДж/(кг·К); t4= ts=60 °С.
u4=h4-p4v4=2375-0,2∙102∙7,0=2235 кДж/кг.
Процесс 3-4 – адиабатный. Для получения точки 3 поднимаемся по адиабате s4 = 7,2 кДж/(кг·К) до пересечения с изотермой t3=350 ℃.
3 = 0,23 м3/кг; h3 = 3155 кДж/кг; s3 = 7,2 кДж/(кг·К), p3=10 бар.
u3=h3-p3v3=3155-10∙102∙0,23=2925 кДж/кг.
Параметры состояния в основных точках цикла
Точки p, кН/м2 (кПа) υ, м3/кг
Т, К h,кДжкг
u,кДжкг
s,кДжкг∙К
х
1 1000 0,18 453 2575 2395 6,05 0,9
2 8000 0,03 623 2990 2750 6,05 -
3 1000 0,23 623 3155 2925 7,2 -
4 20 7,0 333 2375 2235 7,2 0,9
Адиабатный процесс 1-2:
- изменение внутренней энергии
u1-2 = u2 – u1 = 2750 – 2395 = 355 кДж/кг;
- изменение энтальпии
h1-2 = h2 – h1 = 2990 – 2575 = 415 кДж/кг;
- изменение энтропии
s1-2 = 0;
- количество отведенного тепла
0;
- произведенная работа
l1-2 =-u1-2 = -355 кДж/кг.
Изотермический процесс 2-3:
- изменение внутренней энергии
u2-3 = u3 – u2 = 2925– 2750 = 175 кДж/кг;
- изменение энтальпии
h2-3 = h3 – h2 = 3155 – 2990 = 165 кДж/кг;
- изменение энтропии
s2-3 = s3 – s2 = 7,2 – 6,05 = 1,15 кДж/(кгК);
- количество тепла
Т( s3 – s2 )=623 (7,2 – 6,05)=716,45 кДж/кг;
- произведенная работа
l2-3 = - u2-3 =716,45 – 175=541,45 кДж/кг.
Адиабатный процесс 3-4:
- изменение внутренней энергии
u3-4 = u4 – u3 = 2235 – 2925= -690 кДж/кг;
- изменение энтальпии
h3-4 = h4 – h3 = 2375 – 3155 = -780 кДж/кг;
- изменение энтропии
s3-4=0;
- количество отведенного тепла

- произведенная работа
l3-4 =-u3-4 = 690 кДж/кг.
х=const процесс 4-1:
- изменение внутренней энергии
u4-1 = u1 – u4 =2395- 2235 = 160 кДж/кг;
- изменение энтальпии
h4-1 = h1 – h4 = 2575 - 2375 = 200 кДж/кг;
- изменение энтропии
s4-1 = s1 – s4 = 6,05 – 7,2 = - 1,15 кДж/(кгК);
q4-1=T1+T42∆s4-1=453+3332∙-1,15=-451,95кДжкг;
l4-1=q4-1-∆u4-1=-451,95-160=-611,95 кДжкг.
Энергетические результаты процессов цикла и изменение тепловых характеристик состояния
Процесс l, кДжкг
q, кДжкг
Δu, кДжкг
Δh, кДжкг
Δs, кДжкг∙К
1-2 -355 0 355 415 0
2-3 541,45 716,45 175 165 1,15
3-4 690 0 -690 -780 0
4-1 -611,95 -451,95 160 200 -1,15
сумма 264,5 264,5 0 0 0
lц=l1-2+l2-3+l3-4+l4-1=264,5 кДжкг.
Термический КПД заданного цикла
ηt=q1-q2q1=264,5716,45=0,369,
где q1– подведенная в цикле теплота; q2 – отвденная в цикле теплота.
Сравнительные результаты параметров состояния
Параметры по h–S –диаграмме С помощью таблиц водяного пара
vx
7,0 6,9
hx
2375 2373,2
sx
7,2 7,12
ux
2235 2235,2
Для состояния пара 4 находим параметры кипящей воды и сухого насыщенного пара при заданном давлении p4=20 кПа по таблицам физических свойств воды и водяного пара:
v'=0,0010171 м3/кг
v''=7,6482 м3/кг
h'=251,4 кДж/кг
h''=2608,9 кДж/кг
s'=0,8320 кДж/(кг∙К)
s''=7,9072 кДж/(кг∙К)
Найдем параметры влажного пара в точке 4
vх=v''x+v'1-x=7,6482 ∙0,9+0,0010171 1-0,9=6,9м3кг;
hх=h''x+h'1-x=2608,9 ∙0,9+251,4 1-0,9=2373,2кДжкг;
sх=s''x+s'1-x=7,9072 ∙0,9+0,0820 1-0,9=7,12 кДжкг.
uх=hх-pхvх=2373,2-0,2∙102∙6,9=2235,2 кДж/кг.