Параметры газового потока на входе в сужающееся сопло турбореактивного двигателя равны: р1* = 1,5

Параметры газового потока на входе в сужающееся сопло турбореактивного двигателя равны: р1* = 1,5 ата, Т1 = 900 К. Определить скорость истечения потока из сопла, если молярная масса газа равна 30 кг/моль; к = 1,33. Давление среды, куда происходит истечение (окружающей среды), равно 1 ата. Считать, что процесс расширения газа в сопле – изоэнтропийный.

Определим критическое отношение давлений по формуле:
βкр=2k+1kk-1
βкр=21,33+11.331,33-1=0,5404
Определим газовую постоянную:
R=8314μ;Джкг·К
R=831430=277,133 Джкг·К
Отношение давлений p2/p1*=1/1,5=0,667≥βкр, поэтому режим истечения докритический, значит для нахождения скорости истечения воспользуемся формулой:
с2=2·kk-1·RT1*·1-p2p1k-1k;м/с
с2=2·1,331,33-1·277,133·900·1-0,6671,33-11,33=438,4 м/с
Теоретические вопросы
5) Почему в диапазоне температур Тmax и Тmin не существует термодинамического цикла с термическим КПД больше, чем у цикла Карно?
3710331839264T
00T
596265184561400Температура рабочего тела всегда меньше температуры горячего источника, как и температура рабочего тела всегда выше температуры холодного источника. Изотермический подвод и отвод теплоты в реальных условиях трудно выполнимы. Так как работа цикла это площадь ограниченная линиями цикла, то КПД реального цикла будет всегда ниже КПД цикла Карно (см. T,S - диаграмму)
26365341639042
002
7914031537881
001
10924793244850010437903244851043940314960Тmax
22372237696700205848123555300177251173150001581862519670014194595196700134884920193001232343201930011652652019300109247953746 Действительная работа цикла
22420678949700 1-2-3-4 – теоретическая работа цикла
26424712206113
003
7821872196074
004
24503675705400
Tmin
3023590137485S
00S
605790311785
Также адиабатные процессы расширения и сжатия рабочего тела являются теоретическими, так как всегда существует теплообмен с окружающей средой, не бывает идеальной теплоизоляции

.
16) Дайте определение прямых и обратных циклов. Какие машины работают по этим циклам.
Если линия процесса расширения рабочего тела идет выше линии процесса сжатия рабочего тела, то есть производится работа, отдаваемая внешнему потребителю, то такие циклы называются прямыми. По таким циклам работают тепловые двигатели.
Если линия процесса сжатия выше линии процесса расширения, то такие циклы называются обратными. (работа сжатия больше работы расширения). В этом случае теплота отбирается от холодного источника и передается горячему