Bài tập kỹ thuật nhiệt - Chương 4

chu trình nhiệt động1. Bài tập giải mẫu: Bài 1: Chu trình động cơ đốt trong cháy đẳng tích, môi chất coi là không khí. Thể tích công tác Vh = 0,006 m3, nhiệt độ vào t1 = 200C, áp suất vào p1 =1 bar. Thể tích buồng cháy Vt = V2 = 0,001 m3. áp suất lớn nhất của chu trình p3 = 25 bar. Hãy xác định: a. Các thông số cơ bản tại các điểm đặc tr-ng của chu trình
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài tập kỹ thuật nhiệt - Chương 4http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 4 chu tr×nh nhiÖt ®éng 1. Bµi tËp gi¶i mÉu: Bµi 1: Chu tr×nh ®éng c¬ ®èt trong ch¸y ®¼ng tÝch, m«i chÊt coi lµ kh«ng khÝ. ThÓ tÝch c«ng t¸c Vh = 0,006 m3, nhiÖt ®é vµo t1 = 200C, ¸p suÊt vµo p1 =1 bar. ThÓ tÝch buång ch¸y Vt = V2 = 0,001 m3. ¸p suÊt lín nhÊt cña chu tr×nh p3 = 25 bar. H·y x¸c ®Þnh: a. C¸c th«ng sè c¬ b¶n t¹i c¸c ®iÓm ®Æc tr−ng cña chu tr×nh b. NhiÖt cÊp vµ th¶i ra cña chu tr×nh c. C«ng vµ hiÖu suÊt nhiÖt cña chu tr×nh. Lêi gi¶i: a. C¸c th«ng sè c¬ b¶n t¹i c¸c ®iÓm ®Æc tr−ng cña chu tr×nh (H×nh 13): p1 = 1 bar; t1 = 200C §iÓm 1 V1 = Vt + Vh = 0,007 m3. §iÓm 2: V2 = 0,001 m3 V1 k p2 = p1( ) V2 p2 = 1.71,4 = 15,24 bar p 2 (k-1)/k T2 = T1( ) p1 T2 = ( 20 + 273 )(15,24)(1,4-1)/1,4 = 6390K = 3660C. H×nh 13 3 §iÓm3: V3 = V2 = 0,001 m p3 = 25 bar V× 2-3 lµ qu¸ tr×nh ®¼ng tÝch nªn: T3 25 p p = 3 ; T3 =T2 3 = 639. =10480K =7750C. p2 p2 15,24 T2 V4 = V1= 0,007 m3 §iÓm 4: Tõ hai qu¸ tr×nh ®o¹n nhiÖt 1-2 vµ 4-3 ta cã: V V T1 T = ( 2 )k-1 =( 3 )k-1 = 4 T3 T2 V1 V4 T1 293 = 4810K =2080C T4 = T3. =1048. 639 T2 40 Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi Bµi tËp kü thuËt nhiÖthttp://www.ebook.edu.vn k k p 4 ⎛ T4 ⎞ k −1 ⎛ T1 ⎞ k −1 p1 =⎜ ⎟ =⎜ ⎟ = ⎜T ⎟ p 3 ⎜ T3 ⎟ ⎝ 2⎠ ⎝⎠ p2 p1 1 p4 = p3. = 25. = 1,64 bar. p2 15,24 b. NhiÖt cÊp vµ th¶i ra cña chu tr×nh: NhiÖt cÊp cho chu tr×nh ®¼ng tÝch 2-3: Q1 = G. CV(t3 – t2 ) p1V1 1.105.0,007 G= = = 0,00832 kg. RT1 287.293 20,9 3 .10 .(775 – 336) = 2,45. 103 J = 2,45 kJ Q1 = 0,00832. 29 NhiÖt mµ m«i chÊt th¶i ra trong qu¸ tr×nh 4-1: Q 2 = G.C V .( t 1 − t 4 ) 20,9 3 Q 2 = 0,8832. .10 (20 − 208) = −1,13.10 3 J = −1,13 kJ 29 c.C«ng cña chu tr×nh: L0 = Q1 - Q 2 = 2,45 – 1,13 = 1,32 kJ. HiÖu suÊt nhiÖt cña chu tr×nh: 1 ηt = 1 − k −1 ε V1 0,007 ε= = =7 V2 0,001 1 ηt = 1 − Nªn: = 0,54 = 54% 1, 4 −1 7 Tõ ®ã c«ng cña chu tr×nh: L0 = ηt . Q1 = 0,54. 2,45 = 1,323 kJ. Bµi 2: Chu tr×nh ®éng c¬ ®èt trong cÊp nhiÖt ®¼ng ¸p cã p1 = 1bar, t1 =27 0C, p4 =3,5 bar, p3 =55 bar. X¸c ®Þnh nhiÖt cÊp vµ th¶i, c«ng vµ hiÖu suÊt nhiÖt cña chu tr×nh nÕu coi chÊt m«i giíi lµ 1 kg kh«ng khÝ (H×nh 14). H×nh 14 41 Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi Bµi tËp kü thuËt nhiÖthttp://www.ebook.edu.vn Lêi gi¶i: V× 1-2 lµ qu¸ tr×nh ®o¹n nhiÖt nªn: p T2 p = ( 2 ) ( k −1) / k = ( 3 ) ( k −1) / k T1 p1 p1 p 3 ( k −1) / k T2 = T1 ( = 300.550.4 /1, 4 ) p1 T2 =9440K ...