[1] CEL ĆWICZENIA: Identyfikacja rzeczywistej przemiany termodynamicznej poprzez wyznaczenie wykładnika politropy.

Podobne dokumenty
Przemiany termodynamiczne

PORÓWNANIE WYKRESU INDYKATOROWEGO I TEORETYCZNEGO - PRZYKŁADOWY TOK OBLICZEŃ

BADANIA SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ

BADANIE SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ.

1. 1 J/(kg K) nie jest jednostką a) entropii właściwej b) indywidualnej stałej gazowej c) ciepła właściwego d) pracy jednostkowej

Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia.

Obiegi gazowe w maszynach cieplnych

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (rzeczywistego) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH. Opracował. Dr inż. Robert Jakubowski

TERMODYNAMIKA. przykłady zastosowań. I.Mańkowski I LO w Lęborku

Laboratorium z Konwersji Energii SILNIK SPALINOWY

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Termodynamika ć wićzenia

3. Przyrost temperatury gazu wynosi 20 C. Ile jest równy ten przyrost w kelwinach?

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Obieg Ackereta-Kellera i lewobieżny obieg Philipsa(Stirlinga)

YCa. y 1. lx \x. Hi-2* sp = SPRĘŻARKI TŁOKOWE 7.1. PODSTAWY TEORETYCZNE

4. 1 bar jest dokładnie równy a) Pa b) 100 Tr c) 1 at d) 1 Atm e) 1000 niutonów na metr kwadratowy f) 0,1 MPa

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (SILNIK IDEALNY) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH

Spis treści. Przedmowa WPROWADZENIE DO PRZEDMIOTU... 11

ęŝanie ęŝarka idealna ęŝanie politropowe ęŝanie wielostopniowe Przestrzeń szkodliwa Wykres indykatorowy Przepływ przez wirnik Zmiana entalpii W13 90

SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 3

Spis treści. PRZEDMOWA. 11 WYKAZ WAśNIEJSZYCH OZNACZEŃ. 13 I. POJĘCIA PODSTAWOWE W TERMODYNAMICE. 19

Rok akademicki: 2012/2013 Kod: RBM s Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Koninie. Janusz Walczak

Termodynamika techniczna Thermodynamics. Inżynieria Środowiska I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Indykowanie maszyn wolnobieżnych

Doświadczenie B O Y L E

Tomasz P. Olejnik, Michał Głogowski Politechnika Łódzka

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki UNIWERSYTET GDAŃSKI

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Transport Studia I stopnia

Obieg Ackeret Kellera i lewobieżny obieg Philipsa (Stirlinga) podstawy teoretyczne i techniczne możliwości realizacji

100 29,538 21,223 38,112 29, ,118 24,803 49,392 41,077

liczba Materiał realizowany na zajęciach: zajęć

Wykład 7: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

Zadania domowe z termodynamiki I dla wszystkich kierunków A R C H I W A L N E

Podstawy termodynamiki

K raków 26 ma rca 2011 r.

KARTA KURSU. Kod Punktacja ECTS* 4. Prof. dr hab. inż. Jerzy Jura

PLAN WYNIKOWY MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE

Janusz Walczak, Termodynamika techniczna

WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA. Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami

4. Przyrost temperatury gazu wynosi 20 C. W kelwinach przyrost ten jest równy

TEMAT: PARAMETRY PRACY I CHARAKTERYSTYKI SILNIKA TŁOKOWEGO

Temodynamika Roztwór N 2 i Ar (gazów doskonałych) ma wykładnik adiabaty κ = 1.5. Określić molowe udziały składników. 1.7

Przemiany gazowe. 4. Który z poniższych wykresów reprezentuje przemianę izobaryczną: 5. Który z poniższych wykresów obrazuje przemianę izochoryczną:

Termodynamika. Część 5. Procesy cykliczne Maszyny cieplne. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Wykład FIZYKA I. 14. Termodynamika fenomenologiczna cz.ii. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

WYZNACZANIE STOSUNKU c p /c v

Inżynieria Bezpieczeństwa I stopień ogólnoakademicki studia stacjonarne wszystkie Katedra Mechaniki Dr hab. inż. Robert Pastuszko

Termodynamika. Część 4. Procesy izoparametryczne Entropia Druga zasada termodynamiki. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Termodynamika I Thermodynamics I

Temperatura jest wspólną własnością dwóch ciał, które pozostają ze sobą w równowadze termicznej.

Termodynamika techniczna - opis przedmiotu

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Katedra Sieci i Instalacji Sanitarnych Dr hab. inż. Łukasz Orman. Prof. dr hab. inż. Andrzej Kuliczkowski

Konspekt Obieg Ackeret-Kellera i lewobieżny obieg Philipsa (Stirlinga) podstawy teoretyczne i techniczne możliwości realizacji.

AKADEMIA MORSKA w GDYNI

Transport I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny) studia niestacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne)

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

Termodynamika Thermodynamics

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 4

Porównanie metod określania własności termodynamicznych pary wodnej

M. Chorowski, Podstawy Kriogeniki, wykład Chłodziarki z regeneracyjnymi wymiennikami ciepła.

ZADANIA Z FIZYKI - TERMODYNAMIKA

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Lewobieżny obieg gazowy Joule a a obieg parowy Lindego.

GAZ DOSKONAŁY. Brak oddziaływań między cząsteczkami z wyjątkiem zderzeń idealnie sprężystych.

Transport I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny) Studia stacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne)

AKADEMIA GÓRNICZO HUTNICZA INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH: TECHNIKA PROCESÓW SPALANIA

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

LABORATORIUM Z FIZYKI TECHNICZNEJ Ć W I C Z E N I E N R 9 WYZNACZENIE SPRAWNOŚCI SILNIKA STIRLINGA

Rodzaje pracy mechanicznej

Obieg Ackeret-Kellera i lewobieżny obieg Philipsa (Stirlinga) - podstawy teoretyczne i techniczne możliwości realizacji.

TERMODYNAMIKA Zajęcia wyrównawcze, Częstochowa, 2009/2010 Ewa Mandowska

1 Równanie stanu gazu doskonałego

Podstawowe pojęcia Masa atomowa (cząsteczkowa) - to stosunek masy atomu danego pierwiastka chemicznego (cząsteczki związku chemicznego) do masy 1/12

Wykład 6: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

Wykład 6: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

THE THERMODYNAMIC CYCLES FOR THE DOUBLE PISTONS INTERNAL COMBUSTION ENGINE OBIEGI PRACY DWUTŁOKOWEGO SILNIKA SPALINOWEGO

Zadanie 1. Zadanie: Odpowiedź: ΔU = 2, J

Kierunek i poziom studiów: Chemia, drugi Sylabus modułu: Przedmiot A związany ze specjalnością (0310-CH-S2-001) Nazwa wariantu modułu: Termodynamika

Zadanie 1. Zadanie 2.

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W PILE INSTYTUT POLITECHNICZNY. Zakład Budowy i Eksploatacji Maszyn PRACOWNIA TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ INSTRUKCJA

KARTA PRZEDMIOTU. 10. WYMAGANIA WSTĘPNE: 1. Ma podstawową wiedzę i umiejętności z zakresu matematyki i fizyki.

TERMODYNAMIKA. Przedstaw cykl przemian na wykresie poniższym w układach współrzędnych przedstawionych poniżej III

Druga zasada termodynamiki, odwracalność przemian, silniki cieplne, obiegi

Zadania domowe z termodynamiki dla wszystkich kierunków A R C H I W A L N E. Zadania domowe z termodynamiki I dla wszystkich kierunków

Wykład 2. Przemiany termodynamiczne

Zadanie 1. Zadanie: Odpowiedź: ΔU = 2, J

IDENTIFICATION OF NUMERICAL MODEL AND COMPUTER PROGRAM OF SI ENGINE WITH EGR

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

Rys.1. Zwężki znormalizowane: a) kryza, b) dysza, c) dysza Venturiego [2].

Transkrypt:

[1] CEL ĆWICZENIA: Identyfikacja rzeczywistej przemiany termodynamicznej poprzez wyznaczenie wykładnika politropy. [2] ZAKRES TEMATYCZNY: I. Rejestracja zmienności ciśnienia w cylindrze sprężarki (wykres indykatorowy). II. Wyznaczenie wartości wykładnika politropy, rzeczywistej krzywej sprężania różnymi metodami. III. Porównanie przebiegu, rzeczywistej krzywej sprężania z idealnym sprężanie; izotermicznym i izentropowym. [3] PRZEBIEG ĆWICZENIA: I. NA PODSTAWIE WYKRESU INDYKATOROWEGO UZYSKANEGO NA STANOWISKU POMIAROWYM WYZNACZYĆ 2 METODAMI WYKŁADNIK POLITROPY RZECZYWISTEJ PRZEMIANY SPRĘŻANIA. II. SCHEMAT STANOWISKA POMIAROWEGO: Opis schematu urządzenia pomiarowego: 1. Silnik elektryczny prądu przemiennego. 2. Koło pasowe mniejsze zamocowane na wale silnika elektrycznego. 3. Pas klinowy napędzający. 4. Koło pasowe duże sprzężone z mechanizmem korbowo wodzikowym. 5. Korba. 6. Obudowa tłoka silnika. 7. Tłok układu sprężającego. 8. Przewód łączący komorę tłoka (komorę spalania) ze zbiornikiem na sprężone medium. 9. Zawór wylotowy. 10. Manometr ciśnienia powietrza sprężonego. 11. Zbiornik powietrza sprężonego. W pkt. nr 8. zamontowano indykator mechaniczny pozwalający na zarejestrowanie przebiegu ciśnienia w funkcji skoku tłoka w cylindrze sprężarki. 17

III. OPRACOWANIE 1) Otrzymany wykres opracować 2 różnymi metodami (na wykresie pomiędzy oznaczonymi pkt. 1. i 2.) opisanymi poniżej. 2) Porównać wykreślnie politropę (dla mśr - średniego) z przebiegiem przemian idealnych izotermy m=1 i izentropy m=1,4 3) Obliczyć temperaturę i gęstość powietrza w pkt. 2. procesu sprężania politropowego. 4) Obliczyć teoretyczną pracę techniczną i bezwzględną oraz ciepło przemiany dla politropy (dla mśr - średniego) i przemian idealnych izotermy i adiabaty izentropowej. 5) Obliczyć strumień pracy technicznej (czyli moc) dla przyjętej ilości obrotów (suwów) sprężarki n = 130 [obr./min] 6) Wnioski i uwagi końcowe IV. METODY METODA I. Obliczenie wykładnika politropy poprzez podzielenie procesu politropowego sprężania powietrza (odcinka 1 2 z wykresu indykatorowego sprężarki tłokowej) na 10 odcinków i odczytanie dla każdego z powstałych punktów wartości objętości V i ciśnienia p. Wartości ciśnienia i objętości logarytmuje się i cząstkowe wartości wstawiamy do wzoru i wyznaczmy wykładnik politropy. = Tabela wyników: L. p. V [m 3 ] p [Pa] ln (V ) [m 3 ] ln (p) [Pa] m 1 mśr METODA II. Obliczanie wykładnika politropy wykorzystując znane z wykresu indykatorowego parametry stanu gazu powietrza punktów początkowego 1 i końcowego 2 przemiany. Wartości mi znajdujące się w tabeli pomiarowej obliczono na podstawie wzoru: p V = idem p V =p V ( ) = m ln = ln = Wartość mśr obliczono na podstawie wartości mi z metody 2. I 3. Jako średnia arytmetyczna dwóch metod. ś = 18

Ad. III. OPRACOWANIE 2) Porównać wykreślnie politropę (dla mśr - średniego) z przebiegiem przemian idealnych izotermy i izentropy. Politropę o uśrednionej wartości wykładnika z trzeciej metody należy porównać z przebiegiem przemian idealnych na wykresie ln p = f (ln V): ¾ izotermy o wykładniku m = 1 ¾ izentropy o wykładniku m = κ = 1,4 (dla powietrza) 3) Obliczyć temperaturę i gęstość powietrza w pkt. 2. procesu sprężania politropowego i izentropowego. Temperaturę powietrza wyznaczamy według wzoru: = ś ś gdzie: T1 = 20 C = 293,15 K p1, p2, mśr wartości ciśnienia dla pkt. 1 i 2 należy odczytać z tabeli powyżej dla politropy oraz przyjąć dla przemiany izentropowej mśr = κ = 1,4 (dla powietrza) Gęstość powietrza wyznaczamy według wzoru: = [ ] gdzie: R = 286,7 [J/kg K] indywidualna stała gazowa dla powietrza p2, T2 należy wykorzystać z poprzednich obliczeń 4) Obliczyć teoretyczną pracę techniczną i bezwzględną oraz ciepło przemiany dla politropy (dla mśr - średniego) i przemian idealnych: izotermy i izentropy [] POLITROPA praca techniczna ś = ś ś ś praca bezwzględna = ś ciepło przemiany = = ś ( ś ) gdzie: cv ciepło właściwe przy stałej objętości = IZOTERMA praca techniczna, praca bezwzględna, ciepło przemiany = = = = gdzie: T = T1 = T2 = 293,15 K R = 286,7 [J/kg K] indywidualna stała gazowa powietrza 19

IZENTROPA praca techniczna Laboratorium z Termodynamiki Analiza przemian termodynamicznych = ( ) = gdzie: cp ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu ( ) praca bezwzględna = ciepło przemiany = 5) Obliczyć strumień pracy technicznej (czyli moc) dla przyjętej ilości obrotów (suwów) sprężarki n = 130 [obr./min] strumień masy = gdzie: n - ilość obrotów na sekundę η współczynnik = % = 0,8 = =, V =V V - należy odczytać z wykresu indykatorowego [m 3 ] /wielkość strumienia objętości od początku V do końca V wykresu/ ρ - gęstość w warunkach początkowych = strumień pracy technicznej /moc sprężarki/ = = praca techniczna przemiany politropowej 6) WNIOSKI i UWAGI KOŃCOWE 20

[4] LITERATURA 1. Haupt T.: Podstawy termodynamiki. Skrypt AGH Nr 743, Kraków 1980. 2. Kestin J.: Course in Thermodynamics, vol. 1,2 Hemisphere Publishing Company, New York 1979. 3. Staniszewski B.: Termodynamika. PWN W-wa 1982. 4. Szargut J.: Termodynamika techniczna. Wyd. Polit. Śląskiej, Gliwice 2010. 5. Szewczyk W., Wojciechowski J.: Wykłady z Termodynamiki z przykładami zadań. Część I - procesy termodynamiczne. Skrypt AGH, Kraków 2007. [5] PRZYKŁADOWE PYTANIA 1. Metody wyznaczania wykładnika politropy m. 2. Przemiany gazu doskonałego: izotermiczna, izochoryczna, izobaryczna, izentropowa i politropowa w układzie p v. 3. Ciepło przemiany, praca bezwzględna oraz techniczna w przemianach gazu doskonałego. 4. Wykresy rodzin przemian charakterystycznych powstających z równania politropy przy różnych wartościach wykładnika politropy m. 21

22