Повторное обсуждение вопроса № 13 утренней части за 2013 год
Thread Content
Последнее изменение в этом посте было сделано zwp997 4 июня 2015 года в 12:50. Речь идет о повторном обсуждении задания номер 13 за 2013 год. Лично я считаю, что способы решения, предложенные в Интернете, все равно неверны. Поскольку в задании требуется вычислить работу при изотентровом расширении, все предложенные решения на самом деле представляют собой расчет работы Ws, связанной с процессом сжатия. Это два разных понятия. △(PV) Вот это и есть работа расширения. Прошу мнения экспертов. Исходная задача: газ этилена с расходом 88700 Нм³/ч, давлением 1135 кПа и температурой 40°C расширяется в турбине с понижением давления до 1054 кПа. Эффективность процесса составляет 0,75. Разница энтальпии при адиабатическом реверсивном расширении равна 0,0123 кДж/кг. Какова величина работы при изентропическом расширении (W)? (A) 5,05 (B) 283 (C) 53885 (D) 16584,68. Найдено несколько тем обсуждения этой задачи: http://bbs.hcbbs.com/thread-1328998-1-13.html http://bbs.hcbbs.com/thread-1326627-1-36.html http://bbs.hcbbs.com/thread-1326263-1-20.html http://bbs.hcbbs.com/thread-1330037-1-27.html
Здесь есть несколько понятий, которые я не до конца понимаю: является ли работа вокруг оси Ws работой расширения? Рабочая энергия объема? Рабочая сила оси определенно не является рабочей силой потока. Для остальных рабочая энергия потока равна △(PV).
Во-первых, адиабатический реверсивный процесс называется изентропическим процессом. Работа, получаемая в таком процессе, называется изентропической работой. Формула для расчета этой работы: Wid = ΔH – T·ΔS. Поскольку ΔS = 0, то Wid = ΔH = 0,0123 * (88700/22,4) * 28 кДж/ч = 1363,76 кДж/ч = 378,82 Вт. Значение W составляет 0,75 * Wid = 284 Вт. Правильный ответ – (B)
Необходимо различить работу расширения, объемную работу, работу потока и валовую работу.
Рабочая энергия расширения — это объемная работа, которая возникает в процессе расширения жидкости в результате противодействия внешнему давлению P0 и изменению ее собственного объема. Рабочая энергия потока — это разница в работе, оказываемой на границу между участком потока и окружающей его средой, в процессе движения жидкости; объектом исследования является именно эта разница. Рабочая сила оси — это показатель энергии давления самого тела, её нельзя рассчитать напрямую. Подскажите, правильно ли так говорить?
Могут ли эксперты дать объяснение? ？ ？ ？ Где мастера?
Я согласен с вами. Адиабатический реверсивный процесс — это процесс с изотропным потоком, а вычисляемая работа является изотропной работой. В условии задачи уже указано, что разница энтальпии при адиабатическом реверсивном процессе составляет 0,0123 кДж/кг. Умножив это значение на массу рабочей субстанции, мы получаем величину энтропийно-стабильной работы (теоретически максимальную величину работы), которая и требуется найти. Так зачем тогда умножать на коэффициент эффективности? Последний шаг, учтя эффективность, дает фактическую работу — это все еще изентропическая работа?
Да, потому что вы рассчитывали исходя из идеальных условий, а на самом деле эффективность составляет всего 0,75.
Я хотел бы узнать, являются ли понятия «адиабатический реверсивный процесс» и «изентропический процесс» полностью эквивалентными, или же одно из этих понятий включает в себя другое, но не является его единственным вариантом? В этой задаче процесс с изотропным расширением включает не только «адиабатический обратимый процесс», но и другие процессы с изотропным расширением? В этот момент адиабатический процесс представляет собой реальный процесс выработки работы. Не так ли? Совершенно не понимаю.
«Адиабатический реверсивный процесс» обязательно является «изентропическим процессом»! Но наоборот — не всегда: изентропический процесс не обязательно должен быть адиабатически реверсивным; его также можно получить в результате других процессов!
Какие существуют адиабатические процессы, учитель? Прошу совета.
Этот вопрос сформулирован плохо. «Установить коэффициент эффективности 0,75» — это, вероятно, означает мощность, которую турбина передает двигателю после процесса изентропического расширения. Можно прямо рассчитать мощность, вырабатываемую валом.
Если рассчитывать эту задачу с учетом процесса изотермического обратимого расширения идеального газа, эффективность будет очень высокой. При заданной разнице энтальпии 0,0123 кДж/кг эффективность не может составлять 0,75.
Для этой задачи применяется формула для систем с постоянным потоком: Q = ΔηH + W. При Q = 0 получаем, что W = –ΔηH = 0,0123 кДж/кг. Таким образом, W = 0,0123 * (88700/22,4) * 28 кДж/ч = 1363,76 кДж/ч = 378,82 Вт. Кроме того, W = 0,75 * Wid = 284 Вт. Правильный ответ — (B). Результат остается прежним.