Цикл отнесен к 1 кг водяного пара и задан в Р,υ-координатах. Требуется :1.Перенести его

Цикл отнесен к 1 кг водяного пара и задан в Р,υ-координатах. Требуется :1.Перенести его схематично в Т,s-и h,s-диаграммы. 2. Для каждой точки, входящей в цикл, определить параметры Р, υ,T,h, s, u, максимально используя h,s-диаграмму. Результаты свести в таблицу. 3. Для каждого процесса цикла определить q, l, Δh, Δs, ΔU. Результаты свести в таблицу. Учитывая полученные знаки, просуммировать все столбцы по вертикали. 4. Для цикла в целом найти: подведенное тепло ∑ q1;отведенное тепло ∑ q2; работу цикла, термический к.п.д. 5. Для отмеченной точки (на схеме она приведена в прямоугольнике) найти с помощью паровых таблиц и h,s-диаграммы: Результаты поместить в таблицу.

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=5 ата=5 бар.
Получаем
1 = 0,38 м3/кг; h1 = 2540 кДж/кг; s1 = 6,32 кДж/(кг·К); t1= ts=150 °С.
u1=h1-p1v1=2540-5∙102∙0,38=2350 кДж/кг.
Процесс 1-2 – изобарный. Для определения параметров точки 2 поднимаемся по изобаре до пересечения с t2=300 ℃.
2 = 0,52 м3/кг; h2 = 3060 кДж/кг; s2 = 7,48 кДж/(кг·К).
u2=h2-p2v2=3060-5∙102∙0,52=2800 кДж/кг.
Процесс 2-3 – адиабатный. Для получения точки 3 опускаемся по адиабате до пересечения с линией насыщения х=1.
3 = 2,3 м3/кг; h3 = 2660 кДж/кг; s3 = 7,48 кДж/(кг·К), t3=90 ℃, p3=72 кПа.
u3=h3-p3v3=2660-0,72∙102∙2,3=2494,4 кДж/кг.
Процесс 3-4 – изобарный. Опускаемся по изобаре из точки 3 до пересечения с х=0,9.
4 = 2,0 м3/кг; h4 = 2430 кДж/кг; s4 = 6,82 кДж/(кг·К); t4= ts=90 °С.
u4=h4-p4v4=2430-0,72∙102∙2=2286 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
1 500 0,38 423 2540 2350 6,32 0,9
2 500 0,52 573 3060 2800 7,48 -
3 72 2,3 363 2660 2494,4 7,48 1
4 72 2,0 363 2430 2286 6,82 0,9
Изобарный процесс 1-2:
- изменение внутренней энергии
u1-2 = u2 – u1 = 2800 – 2350 = 450 кДж/кг;
- изменение энтальпии
h1-2 = h2 – h1 = 3060 – 2540 = 520 кДж/кг;
- изменение энтропии
s1-2 = s2 – s1 = 7,48 – 6,32 = 1,16 кДж/(кгК);
- количество отведенного тепла
520 кДж/кг;
- произведенная работа
l1-2 =p1v2-v2=500(0,52-0,38) = 70 кДж/кг.
Адиабатный процесс 2-3:
- изменение внутренней энергии
u2-3 = u3 – u2 = 2494,4– 2800 = -305,6 кДж/кг;
- изменение энтальпии
h2-3 = h3 – h2 = 2660 – 3060 = -400 кДж/кг;
- изменение энтропии s2-3 = 0;
- количество тепла 0;
- произведенная работа
l2-3 = - u2-3 = 305,6 кДж/кг.
Изобарный процесс 3-4:
- изменение внутренней энергии
u3-4 = u4 – u3 = 2286 – 2494,4 = -208,4 кДж/кг;
- изменение энтальпии
h3-4 = h4 – h3 = 2430 – 2660 = -230 кДж/кг;
- изменение энтропии
s3-4 = s4 – s3 = 6,82 – 7,48 = - 0,66 кДж/(кгК);
- количество отведенного тепла

- произведенная работа
l3-4 =p3v4-v3=72(2,0-2,3) = - 21,6 кДж/кг.
х=const процесс 4-1:
- изменение внутренней энергии
u4-1 = u1 – u4 =2350- 2286 = 64 кДж/кг;
- изменение энтальпии
h4-1 = h1 – h4 = 2540 - 2430 = 110 кДж/кг;
- изменение энтропии
s4-1 = s1 – s4 = 6,32 – 6,82 = - 0,5 кДж/(кгК);
q4-1=T1+T42∆s4-1=423+3632∙-0,5=-196,5кДжкг;
l4-1=q4-1-∆u4-1=-196,5+64=-132,5 кДжкг.
Энергетические результаты процессов цикла и изменение тепловых характеристик состояния
Процесс l, кДжкг
q, кДжкг
Δu, кДжкг
Δh, кДжкг
Δs, кДжкг∙К
1-2 70 520 450 520 1,16
2-3 305,6 0 -305,6 -400 0
3-4 -21,6 -230 -208,4 -230 -0,66
4-1 -132,5 -196,5 64 110 -0,5
сумма 221,5 93,5 0 0 0
lц=l1-2+l2-3+l3-4+l4-1=221,5 кДжкг.
Термический КПД заданного цикла
ηt=q1-q2q1=93,5520=0,18,
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
2,0 2,075
hx
2430 2432,5
sx
6,82 6,85
ux
2286 2283,1
Для состояния пара 4 находим параметры кипящей воды и сухого насыщенного пара при заданном давлении p4=72 кПа по таблицам физических свойств воды и водяного пара:
v'=0,00103642 м3/кг
v''=2,3058 м3/кг
h'=379,76 кДж/кг
h''=2660,6 кДж/кг
s'=1,2003 кДж/(кг∙К)
s''=7,4777 кДж/(кг∙К)
Найдем параметры влажного пара в точке 4
vх=v''x+v'1-x=2,3058 ∙0,9+0,00103642 1-0,9=2,075м3кг;
hх=h''x+h'1-x=2660,6 ∙0,9+379,76 1-0,9=2432,5кДжкг;
sх=s''x+s'1-x=7,4777 ∙0,9+1,2003 1-0,9=6,85 кДжкг.
uх=hх-pхvх=2432,5-0,72∙102∙2,075=2283,1 кДж/кг.