В компрессор ГТУ входит m =6 5кг воздуха с начальными параметрами р1 =0
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
В компрессор ГТУ входит m =6,5кг воздуха с начальными параметрами р1 =0,12МПа и t1 = 27 °С. Воздух сжимается адиабатно до р2 МПа. Определить начальный и конечный объемы, конечную температуру, работу сжатия, располагаемую работу сжатия, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Теплоемкость принять постоянной. Построить процесс в p-υ и T-s диаграммах.
Решение
Газовая постоянная воздуха равна [2]
= = = 287 Дж/(кг*К)
где μ = 29 кг/кмоль - мольная масса воздуха.
Абсолютная температура воздуха
T1 = t1 + 273 = 27 + 273 = 300 К.
Начальный объем воздуха из уравнения состояния идеального газа
составляет
= = 4,66м3
Конечный объем воздуха определим из соотношения
= , (1)
где k= 1,4 - показатель адиабаты для воздуха, как двухатомного газа [2].
Решая (1), получим конечный объем воздуха.
= = 4,66* 0,9 м3
Конечная температура воздуха из уравнения состояния идеального газасоставляет
579 К
Работа адиабатического сжатия воздуха в ГТУ составляет
L = = = -1301 кДж.
Изохорную теплоемкость воздуха определим по формуле [2]
Cυ= 717,5 Дж/(кг*К).
Изменение внутренней энергии в адиабатном процессе равно
U = = 6,5*0,7175*(579-300)= 1301 кДж.
Проверим по первому закону термодинамики для адиабатного процесса(Q= 0)
Q = U + L,
0 =1301 - 1301.
Изобарную теплоемкость воздуха определим по формуле
cp = 1004.5 Дж/(кг*К).
Изменение энтальпии в адиабатном процессе составляет
H = = 6,5*1,0045*(579-300)= 1822 кДж.
Располагаемая работа сжатия для адиабатического процесса равна
Lрасп= - H= -1822 кДж.
Изменение энтропии для адиабатического процесса составляет
S = 0.
p-υ иT-s диаграммыадиабатного сжатия воздуха в ГТУ приведены рисунках 7 и 8.
Рисунок 7- p-υ диаграмма адиабатного сжатия в ГТУ (q= 0)
Рисунок 8- T-sдиаграмма адиабатного сжатия в ГТУ (q=0)