@simon_89

Здравствуйте. Не могу разобраться в решении мной же поставленной задачи.
Есть цилиндр с поршнем, известны все конструктивные данные, известно КПД
Пар попадает в цилиндр и заполняет его до некоторого объёма, затем клапан закрывается и пар начинает расширяться по всему цилиндру на полный ход поршня.
Подскажите пожалуйста, если известны параметры перегретого пара на впуске в цилиндр, а параметры после его расширения не известны за исключением объёма, который мы знаем из габаритов цилиндра. Как можно определить давление и температуру после расширения?
Пробовал представить, окружающую среду и среду пара как термически изолированную, однако так ничего рассчитать и не получилось..
Ещё говорят что данный процесс нельзя представлять как адиабатный и расчёт должен быть политропным,сам лично не представляю что это даст(
Прикрепил файл с попытками решить данную задачку, буду очень признателен за посильную помощь!!!

0

@vxg

Поскольку мы знаем только конечный объём задачу нельзя решить нужен ещё один параметр как вариант давление или температура или количество работы

Добавлено через 1 минуту
+мне кажется что как минимум конечное давление должно у вас быть если цикл замкнутый пар же куда то попадает из цилиндра?

2

@simon_89

Положим, происходит адиабатное расширение, соответственно энтропия в данном процессе не изменяется
Если мы знаем удельный объём пара на входе и можем определить Объёмное количество пара поданного в цилиндр для расширения, так же можно определить его массовое количество.
Дальше, массовое количество пара у нас не изменяется и конечный объём мы знаем отсюда получаем удельный объём.
Так что на выходе получается два известных параметра с помощью которых можно продолжить решение

Поправьте, если я говорю не правильно))

Добавлено через 12 минут
Ещё конечно можно определить количество тепла уходящего через стенки в окружающую среду, правда как это может помочь я не знаю(

0

@vxg

Если энтропия постоянна то расчёт возможен.

0

@simon_89

Да, но это при адиабатном процессе, как узнать расширение при реальном расширении пара

0

@vxg

При реальном только из эксперимента ) Если пренебречь трением и теплообменом можно считать как адиабатный

0

@simon_89

Что если воспользоваться ∆S=-Q/T = S_1-S_2=-Q/T_1 и выразив S_2
получить S_2=S_1+Q/T_1
Рассчитав теплопотери через стенки найти Q и подставив её в формулу я получаю изменение энтропии??

0

@vxg

а работа куда делась?

0

@simon_89

Как я понимаю эту формулу Q это абсолютная величина передаваемого тепла внешней среде

Добавлено через 7 минут
Представление Ван-Дер-Ваальса о том что внутреннее давление газа изменяется пропорционально квадрату плотности имеет смысл при расчёте водяного пара?)

0

@vxg

Тепло это утечка через стены трение о стены и трение в самой среде. Для определения свойств обычно пользуются таблицами или специальными формулами сейчас нет нужды в том уравнении во всяком случае для хорошо описанной воды

1

IGPIGP

Если известна энтальпия и плотность - по таблицам или с помощью специальных программ. В начальный момент вы знаете давление и температуру, - то есть знаете всё (p, T, v, s, h) массу пара в этот момент легко подсчитать. В конечный момент разделив массу на новый объем найдёте новую плотность, а энтропия не изменилась.
Однако, физически реализовать процесс близким к s=const можно лишь на приличном числе оборотов и с определённой отводимой мощностью (передаваемый крутящий момент при заданной частоте). Лучше всего выходить на рабочие параметры от электропривода и потом плавно нагружать.
А что e Вас за задача, конкретно, если не секрет?
зы вот ссылка на загрузку такой проги которая считает параметры водяного пара:
http://steamandwater.od.ua/index_ru.html

1

@simon_89

Я прикрепил файл Word Там определил плотность и удельный объём(выделено красным) , но они не совпадают с плотностью и удельным объёмом которые я нашёл по конечному давлению. Конечное давление находил так:P_1/P_2 〖=(V_2/V_1 )〗^R;
P_2 〖=P_1/(V_2/V_1 )^R 〗^ ;
P_2=3/(1.231/0.68387)^1.33627892 =1.3676 кг/〖см〗^2
R=C_p/C_V =0.49662/(0.3716442 )=1.33627892

Скажите, если я смогу определить тепловые потери через стенку, то я смогу определить изменение энтропии?
И можно ли определить параметры пара зная только энтропию и удельный объём?
В общем, запутался я ))
Идея рассчитать паропоршневой двигатель не имея данных по мощности и выходным параметрам
Дальше хотелось бы осуществить процесс полной конденсации пара до глубокого вакуума с помощью последовательного расширения в разных цилиндрах

0

IGPIGP

Не надо по конечному давлению. У Вас есть объем и энтропия и этого достаточно. То есть остальные параметры зависимы и давление в том числе.
Нет. Представьте что система теплоизолирована, но вы не создали момент сопротивления на валу кривошипа (например такой у Вас привод). Получите дросселированние. То есть, надо создать условия и я об этом уже сказал. Легко.
Так не бывает. Расчёт нужен двигателю, а не двигатель расчёту. Расчёт не может быть целью если Вы не термодинамик.
А Вы не термодинамик:
Это невозможно. Объяснять долго, - нужно учить термодинамику.

1

@simon_89

Я до этого так и считал, задавал требуемую мощность двигателю и далее производил расчёт.
Вот просто не понимал что получиться при отсутствии нагрузки, вы мне пояснили,дросселированние, спасибо!!!) Не подскажите как?
Здесь я понял)
Ну то что нужно учить термодинамику, это я с вами полностью согласен,стараюсь читать и изучать.
Вот только не понятно почему это не возможно? Если будет создан необходимый перепад давления и вакуум будет создаваться другим аппаратом? И я не имел ввиду именно паропоршневой двигатель, двигатель будет другим.

Добавлено через 13 минут
Я специально отыскал этот форум,и обратился, в надежде что мне помогут прояснить ситуацию и указать что я делаю не так так ! Я действительно не силён в термодинамике, но рассчитываю на вашу посильную помощь как специалистов в этом направлении.
Сейчас так и происходит, вы мне уже многое объяснили, надеюсь так будет и дальше)))
Вот сижу сейчас и читаю про эксергию тепла), в университете курс по термодинамике был очень кратким...

0

IGPIGP

p,s,h,T это термодинамические функции и их пара задаёт все остальные. Находятся по таблицам или при помощи программ. Зависимости не меняются для заданного вещества/смеси. Я писал уже. Учить надо.
Рабочее тело для охлаждение вынуждено будет расширяться. Вы удивитесь но пар может существовать и при глубоко отрицательных температурах. Вплоть до нуля K. Важно соотношение давления и температуры. То есть без отвода тепла нельзя вести циклический рабочий процесс. Такой отвод тепла называется "компенсацией"
Добавлено через 3 минуты
Но если Вы не спец в этом, может применить энергию там, где Вы сильны? Иначе нужно учить. Беда в том, что знание умножает скорбь.
Это я Вам как изобретатель с рабочими внедрениями/реализациями в железе, говорю.

0

@simon_89

Ра Где я чувствую себя полноценно, там я и работаю и усилия прикладываю)
Есть просто идея которую хотелось бы рассмотреть детально, вот и получается что часть её упирается в паросиловую установку

0

IGPIGP

Идея там где вы не
не есть и не просто. Впрочем дело Ваше.

1

@simon_89

Может, посоветуете литературу какую нить
Пока что я не разобрался как определить по энтропии и удельному объёму параметры...

0

IGPIGP

Любую термодинамику попроще. Или поверьте на слово:
нельзя осуществить. После расширения до некоторой t>tокр, нужно либо охладить, либо выпустить в окр. среду, что эквивалентно.

0

@simon_89

Уважаемый IGPIGP, если к примеру удастся получить пароводяную смесь на выходе из машины с параметрами Р 0.05 бар и Т 32.87 0С то я этой смеси потом не смогу повысить давление и смешать её с питательной водой?

0