11 svar
524 visningar
Elyan 39
Postad: 21 dec 2021 20:10

Tryck och temperatur i Otto-cykel

a-b: Isobarisk kompression       b-c: isentropisk kompression

c-d: isochorisk värmetillförsel   d-e: isobarisk expansion

e-f: isentropisk expansion       f-a: isochorisk värmebortförsel

Tillståndet i punkten b är pb = 1 bar, tb = 20 °C, Vb = 2 dm³.

Cykelns kompressionsförhållande är v=5, dess högsta temperatur är te=1175 C, och volymen i punkten a, Va = 1,2·Vb. Vid värmetillförseln till cykeln som sker mellan punkterna c och e tillförs värmen Q1(tot)= 1600 J

Värmebortförseln från cykeln sker mellan punkterna f och b. Arbetsmediet är luft som kan betraktas som en ideal gas med M = 29 kg/kmol och y= 1,4.

 

Jag kunde beräkna Trycket i punkt c Pc=7,374 bar, och Tc= 518.806 K. Men jag vet inte riktigt hur jag ska beräkna trycket eller temperatur i punkt d. 

jag har försökt att använda Q1=Cv.(Td - Tc) + Cp.(Te-Td)= 1600J, men det blev fel!

All hjälp uppskattas! 

SaintVenant 3956
Postad: 22 dec 2021 01:31

Genom kompressionsförhållandet har du volymen vid c som genom justerade ideala gaslagen ger dig?

Värmeberäkningen borde vara korrekt, är du säker på att tryck och volym vid c är korrekt? Hur beräknade du dem?

Elyan 39
Postad: 22 dec 2021 11:43
Ebola skrev:

Genom kompressionsförhållandet har du volymen vid c som genom justerade ideala gaslagen ger dig?

Värmeberäkningen borde vara korrekt, är du säker på att tryck och volym vid c är korrekt? Hur beräknade du dem?

Pc stämmer, men när jag beräknar temperaturen i punkt d så får jag mycket högt värde och även och jag försöker med detta värde så får jag fel svar på Pd

SaintVenant 3956
Postad: 22 dec 2021 13:07

Jag är förvirrad. Du skrev att Va=2 dm3V_a = 2 \ dm^3 men nu skrev du 2.42.4? Skrev du fel först?

Elyan 39
Postad: 22 dec 2021 14:03 Redigerad: 22 dec 2021 14:08
Ebola skrev:

Jag är förvirrad. Du skrev att Va=2 dm3V_a = 2 \ dm^3 men nu skrev du 2.42.4? Skrev du fel först?

Jag skrev Att Va= 1,2Vb ==> Va= 1,2 * 2 dm^3 = 2,4 dm^3

SaintVenant 3956
Postad: 22 dec 2021 14:18

Kolla det du skrev på pappret. Där implicerar du Va=2.4 dm3V_a = 2.4 \ dm^3.

Hursomhelst. Är du säker på att modellen gäller b -> c? Det är så du räknat. För ideal cykel ska den gälla a -> c.

Elyan 39
Postad: 22 dec 2021 14:25
Ebola skrev:

Kolla det du skrev på pappret. Där implicerar du Va=2.4 dm3V_a = 2.4 \ dm^3.

Hursomhelst. Är du säker på att modellen gäller b -> c? Det är så du räknat. För ideal cykel ska den gälla a -> c.

Tack för dina snabba respons, jag uppskattar det! 

Ber om ursäkt om det var otydlig, det var givet i uppgiften att Va= 1,2Vb och därför Kunde jag beräkna Vc mha kompressionsförhållande. 

Jag är osäker om jag har uppfattat dig rätt, men cykeln är en kombination av ottocykel och diselcykel. 

mellan b-c är det isentropiskt kompression, och därför använde jag denna formel för att beräkna trycket i c. 

SaintVenant 3956
Postad: 23 dec 2021 12:09 Redigerad: 23 dec 2021 12:14

Ja, det är en variation på dualcykel men jag är lite fundersam på om kompressionsförhållandet är för b -> c. Om jag minns rätt ska det vara a -> c. Vad söks och vad säger facit?

Du kan se typisk dualcykel här:

Elyan 39
Postad: 24 dec 2021 09:28
Ebola skrev:

Ja, det är en variation på dualcykel men jag är lite fundersam på om kompressionsförhållandet är för b -> c. Om jag minns rätt ska det vara a -> c. Vad söks och vad säger facit?

Du kan se typisk dualcykel här:

På grund av a->b är isokorisk process det ger oss att Volymen i a är större än i b och därför Va är största volymen i cykeln och Vc r det minsta, så jag tror att komprissionsförhållande gäller mellan a och c som du säger! 

Det som söks är Trycket i d nu, eftersom trycket i c är korrekt. men tyvärr finns det inget fast, istället matar man värdena som man får och då får man om man har beräknat rätt eller fel!

Jag försökte räkna ut temperaturen i d för att sedan kunna använda den för att beräkna trycket i d, men när jag använder formeln för för det värme som förs in mellan c och e. jag fick så högt värde på temperatur i d, och detta resulterar på att trycket blir fel också.

SaintVenant 3956
Postad: 24 dec 2021 10:47

Tänk på att inte svara inuti citat, det är nästan oläsligt.

Jag återkommer i dagarna om du inte löser det innan dess.

SaintVenant 3956
Postad: 18 jan 2022 16:52

För framtida läsare vill jag visa hur jag skulle tänkt. Vi vet substansmängden nn från tillstånd b som:

PbVb=nRTbP_b V_b = n R T_b

Detta ger:

n=PbVbRTb=100·28.314·293.150.082 moln = \dfrac{P_b V_b }{R T_b} = \dfrac{100 \cdot 2 }{8.314 \cdot 293.15} \approx 0.082 \ mol

Vi får därför:

Qin=n·CV,m(Td-Tc)+n·CP,m(Te-Td)Q_{in} = n \cdot C_{V,m}(T_d - T_c) + n \cdot C_{P,m}(T_e - T_d)

Detta ger:

Td=Qinn+CV,mTc-CP,mTeCV,m-CP,m=16000.082+20.7643·518.81-29.07·1448.1520.7643-29.07T_d = \dfrac{\dfrac{Q_{in}}{n}+C_{V,m}T_c-C_{P,m}T_e}{C_{V,m}-C_{P,m}} = \dfrac{\dfrac{1600}{0.082}+20.7643 \cdot 518.81-29.07 \cdot 1448.15}{20.7643-29.07}

Td1424 KT_d \approx 1424 \ K

Där det viktigaste här är att Td<TeT_d < T_e. Från detta får vi:

Pd=Td·PcTc=20.24 barP_d = T_d \cdot \dfrac{P_c}{T_c} = 20.24 \ bar

Ve=Te·VdTd=0.488 dm3V_e = T_e \cdot \dfrac{V_d}{T_d} = 0.488 \ dm^3

Att bestämma tillståndet vid f är nu en smal sak. Nu kan man exempelvis räkna ut verkningsgraden.

Elyan 39
Postad: 18 jan 2022 18:25

Tack så mycket för din hjälp, Jag märkte att jag beräknade Cp och Cv fel och därför fick jag fel resultat! 

Tack! 

Svara
Close