6 kJ c ' pm = = 1, 468 3 0, 425 9, 62 m K Keskmine isobaarne masserisoojus - õhu tihedus normaal tingimustel 0 = µ / 22, 4 kg/m³ - õhu moolmass µ = 28,93 kg/mol c ' pm c pm = (5.1.6) 0 1, 468 22, 4 kJ c pm = = 1,137 28,93 kg K Seos isohoorse kJ(kg K) ja isobaarse kJ/(m³ K) erisoojuse vahel (Mayeri võrrandist) 8314 kJ kJ - õhu gaasikonstant µ R = 8314 R = = 287,38 = 0, 287 , R = 0,372 3 28,93 kg K m K cvm = c pm - R (5.1.7) kJ cvm = 1,137 - 0, 287 = 0,85
kJ Õhukulu normaaltingimustel: Vo=0,270*0,01*pt*Vt/Tt t1=t2-t t11=28,7-4,951=23,749 t12=32,1-9,293=22,807 T=t1+273,15 T1=23,749+273,15=296 ,9 T2=22,807+273,15=295 ,96 Vo1=0,270*0,01*103488,6*0,307/296,9=0,289 m³ Vo2=0,270*0,01*103527,8*0,558/295,96=0,52 7m³ Erisoojus: C'pm=Q/Vo(t2-t1) C'pm1=2,4/(0,289*4,951)=1,677 kJ/m³K C'pm2=4,8/(0,527*9,293)=0,98 kJ/m³K Keskmine isobaarne masserisoojus: o=1,29 kg/m³ Cpm=C'pm/ Cpm1=1,677/1,29=1,3 kJ/kgK Cpm2=0,98/1,29=0,76 kJ/kgK Seos isohoorse kJ(kgK) ja isobaarse kJ/(m³K) erisoojuse vahel (Mayeri võrrandist): õhu gaasikonstant *R=8314 R=8314/28,93=0,287 kJ/(kg*K) R=0,372 kJ/(m³*K) Cvm=Cpm-R CVm1=1,3-0,372=0,928 kJ/ (kg*K) Cvm2=0,76-0,372=0,388 kJ/ (kg*K) C'vm=C'pm-R C'vm1=1,677-0,372=1,305 kJ/ (kg*K) C'vm2=0,98-0,372=0,608 kJ/ (kg*K) k=Cpm/Cvm k1=1,3/0,928=1,4 k2=0,76/0,388=1,9 4. Järeldus: Tulemused, mis sain katseandmete töötlemisel, on üpris rahuldavad. Katsetulemused
0,355(4,64) m K 6 kJ C ' pm 2 = =1,592 3 0,409(9,21) m K Keskmise isobaarse masserisoojuse leidmine 0 = 1,29kg / m 3 C pm = C ' pm / 0 4 kJ C pm1 =1,821 / 1,29 =1,412 kgK kJ C pm 2 =1,592 / 1,29 =1,234 kgK Seos isohoorse kJ(kg K) ja isobaarse kJ/(m³ K) erisoojuse vahel (Mayeri võrrandist) 8314 kJ kJ - õhu gaasikonstant µ R = 8314 R = = 287,38 = 0, 287 , R = 0,372 3 28,93 kg K m K C vm = C pm - R kJ C vm1 =1,412 - 0,372 =1,04 kgK kJ
1)V0 = 0,270 * 10-2 *(107550*0,436/298,17)= 0,425 m3 2) V0 = 0,270 * 10-2 *(103293*0,427/300,13)= 0,397 m3 Määratav erisoojus 1)C’pm = 3,015/ (0,425*3,36)= 2,11 2) C’pm = 5,796/ (0,397*6,24)= 2,34 Keskmine isobaarne masserisoojus Õhu tihedus normaaltingimustel ρ0 = µ / 22,4 õhu moolmass µ = 28,93 1) cpm = c`pm /ρ0 = (2,11*22,4)/28,93 = 1,63 1,45 2) cpm = c`pm/ρ0 = (2,34*22,4)/28,93 = 1,81 1,55 Seos isohoorse ja isobaarse erisoojuse vahel (Mayeri võrrandist) -õhu gaasikonstant µ * R = 8314, R = 8314/28,93 = 287,38 = 0,287 ; R=0,372 Cvm = cpm-R 1) Cvm = 1,63-0,287 = 1,343 1) C’vm = c’pm-R = 2,11 - 0,372 = 1,738 2) Cvm = 1,81-0,287 = 1,553 2) C’vm = c’pm-R = 2,34 - 0,372 = 1,968 1) k = cpm/cvm = 1,63/1,343 = 1,21 2) k = cpm/cvm = 1,81 /1,553 = 1,17
4. Isohooriline protsessiks nim. sellist protsessi, kus Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, termodünaamilise süsteemi soojuslikul mõjutamisel selle maht mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga ei muutu. (v=const, dv=0). p1v1=RT1; p2v2=RT2—erimaht=> energeetilises vastumõjus. p1/T1*v=R=p2/T2*v => p1/p2=T1/T2.so isohoorse protsessi Väliskeskkonnaks nimetatakse termodünaamilist süsteemi põhivõrrand. ümbritsevat suure mahutavusega keskkonda, mille S2-S1=Cvlnp2/p1=CvlnT2/T1 olekuparameetrid (N: temperatuur, rõhk jne.) ei muutu, kui Isobaarne protsess on protsess, mis toimub püsival rõhul. süsteem mõjutab seda soojuslikul, mehaanilisel või mõnel muul (p=const ja dp=0). v2/v1=T2/T1=> Gay-Lussaci võrrand. Siin viisil
Õhukulu normaaltingimustel V0 = 0,270 * 10-2- 1)V0 = 0,270 * 10-2 = 0,391 m3 2) V0 = 0,270 * 10-2 = 0,385 m3 Määratav erisoojus 1)C'pm = 1,87 2) C'pm = 1,998 Keskmine isobaarne masserisoojus Õhu tihedus normaaltingimustel 0 = µ / 22,4 õhu moolmass µ = 28,93 1) cpm = c`pm /0 = (1,87*22,4)/28,93 = 1,45 2) cpm = c`pm/0 = (1,998*22,4)/28,93 = 1,55 Seos isohoorse ja isobaarse erisoojuse vahel (Mayeri võrrandist) -õhu gaasikonstant µ * R = 8314, R = 8314/28,93 = 287,38 = 0,287 ; R=0,372 Cvm = cpm-R 1) Cvm = 1,45-0,287 = 1,163 1) C'vm = c'pm-R = 1,87 - 0,372 = 1,498 2) Cvm = 1,55-0,287 = 1,213 2) C'vm = c'pm-R = 1,998 - 0,372 = 1,626 1) k = cpm/cvm = 1,45/1,163 = 1,25 2) k = cpm/cvm = 1,55/1,213 = 1,28 Õhu keskmine isobaarne erisoojus tabeli järgi C'pm = 1,297 Tabel 1
4) ρ0 6 kus ρ0 – õhu tihedus normaaltingimustel kg/m3, ρ0 = µ/22,4 µ - õhu moolmass, µ = 28,93 kg/kmol kJ 1,16 3 m ∗K kJ c pm= ≈ 0,90 28,93 kg kg∗K 22,4∗kmol Seos isohoorse ja isobaarse erisoojuse vahel (Mayeri võrrandist) (4.5 ;4.6) c vm =c pm−R (4.5) ' ' c vm =c pm−0,372 (4.6) kus R – õhu gaasikonstant (0,2869 kJ/kg*K) kJ kJ kJ c vm =0,90 −0,2869 ≈ 0,61 kg∗K kg∗K kg∗K
et olekuparameetrit. Gaasi entroopia väärtus normaaltingimustel loetakse nulliks. Kui lugeda erisoojust sõltumatuks temperatuurist, siis: c=const, s=cvln(T/To)+Rln(v/vo). 4. Termodünaamilised protsessid ideaalgaasidega. 1) Isohooriline protsessiks nim. sellist protsessi, kus termodünaamilise süsteemi soojuslikul mõjutamisel selle maht ei muutu. (v=const, dv=0). p1v1=RT1; p2v2=RT2—erimaht=> p1/T1•v=R=p2/T2•v => p1/p2=T1/T2.so isohoorse protsessi põhivõrrand. Olekuparameetrite vaheline seos isohoorses protsessis. s2-s1=cvln(p2/p1)=cvln(T2/T1), (entroopia). p T q=∆u+l, l=0 v s 2) Isobaarne protsess on protsess, mis toimub püsival rõhul. (p=const ja p=0).Ideaalgaaside korral järeldub võrranditest
Antud maksimaalse ja minimaalse temperatuuri intervallis omab karnoo ringprotsess maksimaalset termilist kasutegurit, kuid konstruktiivse keerukuse tõttu on karno ringprotsessil töötava TD keha. On tehtud arvutusi, kus aluseks on võetud reaalsed temp. nagu max temp. ja min temp. on 15 kraadi. Kolvi käik tuleks väga suur. Rõhud tulevad väga suured, ligi 300MPa. Sisepõlemismootorite jaoks on välja töötatud 3 teoreetilist ringpriotsessi: 1. Ringprotsess soojuse isohoorse protsessi (Isohoorse põlemisega ringprotsess). 2. Ringprotsess on isobaarse juurdejuhtimisega (Isobaarse põlemisega). 3. Ringprotsess kombineeritud soojuse juurdejuhtivusega (Sega-ringprotsess). Otto ringprotsess Ottomootorites toimub soojuse isohoorne protsessi juurdejuhtimine see tähendab põlemine toimub isohoorselt. Bensiin põleb niivõrd kiiresti, et põlemisprotsess on vaadeldav isohoorsena. 1-2 kütte segu adiabaatne komprimeerimine. 2-3 kütuse isohoorne põlemine, Q1 juhitakse juurde.
Aurustumissoojus r : r=h``-h`=(u``-u`)+p(v``-v`). Veeauru ülekuumendamine. Selle all mõistetakse auru isobaarilist kuumutamist küllastustemplt antud temperatuurini. .Põhiprotsessid veeauruga.Põhiprotsesse on neli: 1). Isohooriline protsess. Maht pr. jooksul ei muutu. Auru isohoorsel kuumut temp tõuseb. Sõltuvana algolekust aur isohoorilisel jahtumisel kas kuivab või niiskub. Isohoorilises protsessis aurule juurdeantud soojushulk q=u=u2-u1=(i2-i1)-v(p2-p1) J/kg. kui isohoorse protsessi lõpppunkt on niiske auru piirkonnas, siis auru kuivusaste protsessi lõpul x=vx-v’/v2’’-v2’. 2). Isobaariline protsess. p=const. Niiske auru isobaarsel kuumutamisel aurutemp. ei muutu. Ülekuumendatud auru isobaarsel kuumutamisel temp. tõuseb. Isobaarses protsessis on aurule juurdeantav soojushulk q=h2-h1. Kui isobaarses kuumutusprotsessis aur läheb niiskest olekust
Trinkler- 15 Sabathe ringprotsessil töötavates mootorites kasutatakse samu kütuseid, mis kompressor- diiselmootoriteski. [3] Trinkler-Sabathe ringprotsessi termiline kasutegur sõltub mootori surveastmest, isohoorilisest rõhutõusuastmest, isobaarsest paisumisastmest ning adiabaadi astendajast, kasvades mootori surveastme, isohoorse rõhutõusuastme ja adiabaadi astendaja suurenemisel ning isobaarse paisumisastme alanemisel. [3] KOKKUVÕTE Kolbmootorite ringprotsesside suhteline efektiivsus sõltub konkreetsetest võrdlustingimustest. Võttes võrdluse aluseks võrdsed ringprotsessist eemalduvad soojushulgad ja kompressiooniastmed, osutub kõige efektiivsemaks ringprotsessiks Otto ringprotsess ning kõige madalamat termilist kasutegurit omavaks ringprotsessiks Dieseli ringprotsess. Samas
valemeid. soojushulga ja absoluutse temp. suhe, mille muutus niiskub. Isohoorilises protsessis aurule juurdeantud 5.Ideaalse gaasi olekuvõrrandid. Termodünaamilise delta s=int.1st-2ni dq/T [J/(kg*K)]. Entroopia on soojushulk q=u=u2-u1=(i2-i1)-v(p2-p1) J/kg. kui keha termiliseks oleku- ehk karaktervõrrandiks nim. ekstensiivne suurus. Entroopia kui olekufunktsiooni isohoorse protsessi lõpppunkt on niiske auru piirkonnas, võrrandit, mis seob omavahel termodünaamilises väärtuse määravad kaks meelevaldset olekuparameetrit. siis auru kuivusaste protsessi lõpul x=vx-v'/v2''-v2'. tasakaalus oleva süsteemi termilised olekuparameetrid. Gaasi entroopia väärtus normaaltingimustel loetakse 1. Ideaalsete gaaside olekuvõrrand on tuletatav moleku- nulliks. Kui lugeda erisoojust sõltumatuks
40(41). Gaasiturbiinseadmed ja nende ringprotsessid. GTS-i põhiagregaadid. Gaasiturbiinseadmetes toimub soojuse muundamine suure kiirusega liikuva gaasivooluse kin. Energiaks ja seejärel kin. Energia muundamine mehaaniliseks tööks gaasiturbiinis. Kui SPM toimusid kõik protsessid silindri sees, GTS puhul on iga protsessi jaoks eri agregaat(kompressor, turbiin). Gaasiturbiinseadmete jaoks on välja töötatud 2 teoreetilist protsessi: ringprotsess kütuse isobaarse põlemisega ja isohoorse põlemisega, tänapäeval praktikas kasutatakse peamiselt isobaarse põlemisega sest nende põlemiskambri konstruktsioon on tunduvalt lihtsam ja kindalm võrreldes isohoorsega. Kütus PK PK põlemiskamber(katel) K Kompressor p2 p3=p2 T- Turbiin S- Elektrigeneraator
40(41). Gaasiturbiinseadmed ja nende ringprotsessid. GTS-i põhiagregaadid. Gaasiturbiinseadmetes toimub soojuse muundamine suure kiirusega liikuva gaasivooluse kin. Energiaks ja seejärel kin. Energia muundamine mehaaniliseks tööks gaasiturbiinis. Kui SPM toimusid kõik protsessid silindri sees, GTS puhul on iga protsessi jaoks eri agregaat(kompressor, turbiin). Gaasiturbiinseadmete jaoks on välja töötatud 2 teoreetilist protsessi: ringprotsess kütuse isobaarse põlemisega ja isohoorse põlemisega, tänapäeval praktikas kasutatakse peamiselt isobaarse põlemisega sest nende põlemiskambri konstruktsioon on tunduvalt lihtsam ja kindalm võrreldes isohoorsega. Kütus PK PK põlemiskamber(katel) K Kompressor p2 p3=p2 T- Turbiin S- Elektrigeneraator
ltehn = u - i Entroopia muutus isohoorses protsessis on arvutatav temperatuuride ja erimahtude kaudu järgneva seose põhjal: s = s2 s1 = cv ln T2/T1 + R ln v2/v1 , kus v1 ja v2 on erimahud s = s2 s1 = cv ln T2/T1 Arvestades seosega p1 / p2 = T2/T1 võime entroopia muutuse arvutada ka selliselt: s = cv ln p2/p1 Isohoorjoon avaldub Ts-diagrammil eksponentsiaalkõverana (joonis 9b) Joonis 9a. Isohoorse protsessi kujutamine Ts-diagrammil. 5.6. Isobaarne protsess ( p=konst). See on selline termodünaamiline protsess, mis toimub püsival rõhul, so p=konst. Protsessi võrrandi saame Gay-Laussaci seaduse matemaatilisest võrrandist (14). Samuti järeldub ideaalgaaside olekuvõrrandist, et V/T = R/p = konst , ehk gaasi üleminekul olekust 1 olekusse 2 v1/v2 = T1/T2 Seega isobaarses protsessis on gaasi maht võrdeline absoluutse temperatuuriga ja gaasi
( -1) + k( -1) kus surveaste e kompressiooniaste (nagu Otto ja Dieseli ringprotsessideski T2' p2' isohoorne rõhutõusuaste, = = T2 p2 T3 v 3 isobaarne paisumisaste, = = T2' v 2 Segaringprotsessil töötava mootori termiline kasutegur suureneb surveastme ja isohoorse rõhutõusuastme suurenemisega ning isohoorse paisumisastme vähenemisega. Mootori koormus on võrdeline isobaarse paisumisastmega ja seetõttu mootori koormuse kasvades väheneb segaringprotsessi kasutegur. 42(113) Villu Vares Energia ja keskkond T T3
annaabi.ee 
