Полный термодинамический расчет процесса включает определение теплоемкости рабочего тела c, показатель политропы n, тепла q и работы за процесс, изменений энтальпии I и энтропии S за процесс.
Рассчитаем теперь процесс 1-2. Теплоемкость рабочего тела в адиабатном процессе:
Показатель политропы в адиабатном процессе:
Изменения энтальпии:
Изменение энтропии: Дж/кг*
Работа процесса:
Отрицательное значение указывает, что работа совершается над газом.
Теплообмен с окружающей средой не происходит.
Рассчитаем теперь процесс 2-3.
Показатель политропы в изохорном процессе стремится к бесконечности:
Изменение энтальпии:
Изменение энтропии:
Работа расширения в изохорном процессе:
Рассчитываем теперь процесс 3-4:
Показатель политропы изобарного процесса:
Изменение энтальпии:
Изменение энтропии:
Работа расширения в изобарном процессе:
123.488 кДж/кг
Положительное значение показывает, что работу совершает рабочее тело.
Теплота, подведенная к рабочему телу:
Рассчитываем процесс 4-5:
Показатель политропы в адиабатном процессе:
Изменение энтальпии:
Изменение энтропии:
Работа процесса:
Положительное значение показывает, что работу совершает газ.
Теплообмен с окружающей средой не происходит.
Рассчитываем процесс 5-1:
Показатель политропы в изохорном процессе стремится к бесконечности.
Изменение энтальпии:
Изменение энтропии:
Работа расширения в изохорном процессе:
Теплота, подведенная к рабочему телу:
Проверяем результаты расчета, выполняем равенства:
Тепло за цикл:
Работа за цикл:
Известно, что за цикл:
Рассчитываем термический КПД идеализированного цикла с адиабатными процессами сжатия и расширения по формуле:
|
Таблица 4. Расчет термодинамических процессов цикла ДВС
показатели | c | n | ![]() | S | ![]() | q |
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ||
Процесс 1-2 | 1.41 | 623.103 | -441.9 | |||
Процесс 2-3 | ![]() | 547.459 | 329.002 | 388.269 | ||
Процесс 3-4 | 449.518 | 251.335 | 123.488 | 449.518 | ||
Процесс 4-5 | 1.41 | -1212.947 | 1439.265 | |||
Процесс 5-1 | ![]() | -369.769 | -580.337 | -177.005 | ||
сумма | 1120.853 | 660.782 |
Построение TS-диаграммы
Процесс 1-2. Адиабатный процесс изображается в TS-координатах отрезком, для его построения достаточно начальной и конечной точек.
Процесс 2-3. Изохорный процесс изображается в TS-координатах кривой, описываемой следующей зависимостью:
Таблица 5. Расчет изохорного процесса
![]() | 45.3 | 91.5 | 135.2 | 179.5 | 225.21 | 270.5 | 315.4 | 329.0 | |
![]() | 924.5 | 1000.1 | 1075.6 | 1141.5 | 1201.3 | 1280.1 | 1360.9 | 1440.3 | 1479.1 |
Процесс 3-4. Изобарный процесс изображается в TS-координатах кривой, описываемой следующей зависимостью:
Таблица 6. Расчет изобарного процесса
![]() | 329.0 | 341.0 | 380.2 | 410.4 | 450.5 | 491.6 | 498.9 | 545.7 | 580.3 |
![]() | 1479.1 | 1492.1 | 1550.3 | 1599.5 | 1674.4 | 1745.3 | 1752.1 | 1835.2 | 1909.4 |
Процесс 4-5. Адиабатный процесс изображается в TS-координатах отрезком, для его построения достаточно начальной и конечной точек.
Процесс 5-1. Изобарный процесс изображается в TS-координатах кривой, описываемой следующей зависимостью:
Таблица 7. Расчет изохорного процесса
![]() | 75.5 | 156.4 | 224.2 | 290.3 | 365.9 | 423.5 | 515.3 | 580.3 | |
![]() | 293.2 | 325.9 | 378.7 | 413.1 | 445.8 | 514.2 | 546.7 | 634.4 | 671.7 |
Построение TS-диаграммы показано на рис. 3.