факультета по специальности 190601

Методические указания и задания

По «Теплотехнике»

По выполнению курсовой работы для

Студентов 3 курса

По специальности 190601

«Автомобили и автомобильное хозяйство»

 

 

Чебоксары – 2007

 

Рассмотрено и одобрено на методической комиссии

инженерного факультета

декабря 2007 года.

 

 

ЗАДАНИЕ

для выполнения курсовой работы (Автом. и автом. х-во - 190601)

для студентов заочного факультета по курсу 'Теплотехника"

Тема "Расчет циклов ДВС

Провести расчет идеального цикла ДВС со смешанным подводом тепла.

Исходные данные для выполнения курсовой работы выбрать из таблиц 1,2 и 3 1. Объяснить, почему цикл называется идеальным? 2. Определить параметры рабочего тела в характерных точках (1,2,3.4,5). 3. На миллиметровой бумаге в масштабе расставить положения узловых точек в Рv координатах (на формате А2). (Графики можно строить

графическим или расчетным способами).

3. Для изображения процессов рассчитать положения 5...6. промежуточных точек по каждому процессу.

4. По каждому процессу рассчитать:

-теплоемкость рабочего тела, с;

-показатель политропы, n;

-изменение энтальпии i;

-изменение энтропии s;

-работу процесса I;

-располагаемую работу I₀;

-подведенное и отведенное тепло q;

термический КПД цикла η;

-работу цикла .

-произвести проверку результатов расчета S₂₃ + S₃₄ = S₅₁,

6. Изобразить характерные точки на формате А2 в масштабе TS координатах.

7. При построении процессов в TS координатах рассчитать положения 5...6 промежуточных точек для каждого процесса (начальную точку нужно взять на оси ординат).

8. Расчеты выполнить в развернутом виде с соответствующими пояснениями.

Конечные результаты расчетов привести в соответствующих таблицах.

9. Провести сравнение циклов Отто, Дизеля и Тринклер для двух случаев:

а) когда подводимое тепло и степень сжатия одинаковы

б) когда двигатели работают при одинаковых условиях (максимальная температура и максимальное давление газа в цикле одинаковы, давление окружающей среды и начальная температура для заданных циклов тоже одинаковы).

10. Сравнения циклов производить на TS диаграмме с расчетом положений дополнительных точек.

11. Дать вывод по приведенным циклам.

Исходные данные для выполнения курсовой работы выбрать из таблиц 1, 2 и 3.

Таблица 1

Начальные параметры и степень сжатия

Последняя цифра шифра   Параметры
Р1, кг/см2		0,9	1,05	0,95	1,1	0,9		0,95	0,85
t1, 0С	-10
e ст. сжатия	16,7			16,4	17,5	16,5	17,5	18,5	17,1

 

Таблица 2

Степень повышения давления

Последняя цифра шифра   Параметры
l, ст повышения давления в цилиндре	1,6	1,65	1,7	1,75	1,8	1,85	1,9	1,95	1,98	2,01

 

Таблица 3

Степень предварительного расширения

Начальная буква фамилии   Параметры	А, Б	В, Г	Д, Ж	З, Е	И, К	Л, М	Н, О	П, Р	С, Т	У,Ф	Х,Ч	Ц,Ш	Щ,Э	Ю,Я
r, ст. предварительного расширения	1,18	1,15	1,2	1,25	1,3	1,18	1,15	1,2	1,25	1,3	1,21	1,18	1,15	1,2

Методические указания по выполнению курсовой работы

По теплотехнике для студентов 3 курса инженерного

факультета по специальности 190601

«Автомобили я автомобильное хозяйство»

 

Рассматриваемые циклы являются идеальными, так при рассмотрении их делаются допущения:

1. Циклы замкнуты и в них рассматриваются только основные процессы, определяющие цикл.

2. Рабочим телом считается 1кг воздуха с постоянной теплоемкостью.

3. Химический процесс горения топлива заменяется процессом подвода тепла.

4. Тепловые и механические потери отсутствуют.

5. Процесс выпуска отработавших газов в окружающую среду заменяется процессом отвода тепла.

С учетом приведенных допущений необходимо рассчитать цикл ДВС со смешанным подводом тепла (цикл Тринклера), для чего нужно определить параметры рабочего тела в характерных точках.

Газовая постоянная воздуха определяется:

R =(μR)/ μ = 8314,9/29 = 286,8 [Дж/кгК],

где μ - кажущаяся молекулярная масса воздуха.

По известным параметрам первой точки определяются удельный объем:

P₁υ₁ = RT₁ → υ₁ = RT₁ / P₁ [м³/кг]

Для определения параметров второй точки воспользуемся зависимостями:

где ε - степень сжатия, к – показатель адиабаты

Определим параметры точки 3:

- из графика цикла

где λ - степень повышения давления

Определим параметры точки 4:

- из графика цикла

где ρ – степень предварительного расширения

Определим параметры точки 5:

- из графика цикла

Для нахождения положения промежуточных точек процесса 1 - 2 из выражения , задаваясь значениями давления Р определить удельные объемы данных точек.

Для точности построения необходимо определить положения шести восьми точек для каждого процесса.

Для нахождении положения промежуточных точек процесса 4 - 5 нужно воспользоваться выражением . Задаваясь значениями давления Р определить удельные объемы в этих точках. Определить положения шести - восьми точек процесса.

Определим количество подведенного тепла.

Значения теплоемкости находим, совместно решая два уравнения: и

Отведенное тепло будет:

Работа цикла будет:

Тогда КПД цикла будет:

Другое выражение для определения термического КПД.

Для построения диаграммы цикла в TS координатах воспользуемся выражениями:

При правильном определении температур рабочего тепла в характерных точках должно получиться равенство:

Правильно построить узловые точки в TS координатах.

Для построения изохорного и изобарного процессов в TS координатах нужно задаться значениями температур: в заданном интервале и определить значения изменения энтропии при принятых температурах. Правильно отложив от исходных точек изменения энтропии для каждого процесса будем иметь цикл со смешанным подводом тепла в ТS координатах.

Сравнение циклов ДВС осуществить для двух случаев:

1. Когда степень сжатия ε постоянна для циклов Отто, Дизеля и Тринклера и подводимое тепло постоянны.

Сравнения циклов производим в диаграмме TS, для чего определим значения температур Т_4О; Т_4Д; Т_4С; из выражений:

Определим значения температур Т_4о и Т_4д.

Для нахождения температур Т_5о и Т_5д воспользуемся выражениями и определим значения температур Т_5о, и Т_5д для циклов Отто и Дизеля.

но

но

Положения точек Т_5д и Т_5О отложим на диаграмме. Провести анализ циклов Отто, Дизеля и Тринклера.

2. Второй случай сравнения производиться для случая, когда максимальная температура и максимальное давление одинаковы для всех трех циклов и значит точки 4,5 и 1 общие для всех трех заданных циклов. Из точки 4 нужно построить изохорный процесс до точки 2_о и изобарный процесс до точки 2_д, для этого воспользуемся зависимости:

Зная равенство

Определим значения температур Т _2О и Т _2Д. Для нахождения положения промежуточных точек выбираем произвольно температуры Т _а, Т _в, Т _е между температурами точек 3₀ и 3_д-4. Цикл Тринклера построен по расчету еще раньше. На эту диаграмму нужно перенести значения всех точек. Дать анализ полученных значений η, 1_ц, q ₂, q ₂ для всех приведенных циклов.

Лист 1

Лист 2

На листах показать угловые штампы. Давления, объемы, температуры и изменения энтропии нужно изобразить в масштабе.

Для лучшего представления о процессах в циклах для каждого

процесса нужно рассчитать:

- теплоемкость рабочего тела;

- показатель политропы;

- изменение энтальпии;

- изменение энтропии;

- работу процесса;

- располагаемую работу;

- подведенное и отведенное тепло;

- термический КПД цикла;

- работу цикла.

Лист 3

Лист 4

 

Дать вывод по приведенным циклам.

Привести список использованной литературы.

Работу подписать.

Графическая часть должна выполняется на миллиметровой бумаге формата А2 (четыре листа).

Общий объем пояснительной записки 20...25 стр. формата А4.

Результаты расчетов занести в таблицу 4, 5, 6.

 

 

Таблица 4

Р, н/м²
V м³/кг
Т, К

 

Таблица 5

Точки	l	i	s	q	c	n
1-2
2-3
3-4
4-5
5-1

 

Таблица 6

Варианты сравнения	1 вариант сравнений	2 вариант сравнений
Показатели, по которым оцениваются циклы	η	q1	q2	η	q1	q2
Цикл Отто
Цикл Дизеля
Цикл Тринклера
Цикл Карно

 

Рекомендуемая литература:

1. Лариков Н.Н. Общая теплотехника. М., Стройиздат, 1976.

2. Нащекин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М., Высшая школа, 1975.

3. Теплотехника. Под ред. Баскакова А.П. М, Энергоиздат, 1991.

4. Лопарев А.В., Болотов A.К. Сборник задач по теплотехнике. Киров, 2001.