Расчет теоретического цикла ДВС
Исходные данные
Рассчитать цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания, если начальное давление - P1=0,09МПа, начальная температура - T1=270К, степень сжатия - e=16, степень повышения давления - l=1,6, степень предварительного расширения - r=1,9. Рабочее тело - воздух. Rв=287Дж/(кг·К); Ср=1,01 кДж/(кг·К); Сv=0,72кДж/(кг·К); n1=1,32 (сжатие); n2=1,4 (расширение);
А. Цикл ДВС с подводом теплоты при р=const.
Б. Цикл ДВС с подводом теплоты при 
.
В. Цикл ДВС со смешанным подводом теплоты.
Г. Цикл ДВС с турбонаддувом и продолженным расширением газов.
Определить:
- параметры состояния (p, v, T) рабочего тела в характерных точках цикла;
- удельную работу расширения, сжатия, работу цикла;
- удельное количество подведенной и отведенной теплоты;
- изменение внутренней энергии (u), энтальпии (h) и энтропии (s) в процессах, входящих в цикл;
- среднее индикаторное давление в цикле (pi);
- термический КПД цикла;
- термический КПД цикла Карно по условию задачи.
Для того чтобы рассматривать термодинамические циклы необходимо работу тепловых машин идеализировать. Эта идеализация сводится к тому, что в идеальных термодинамических циклах:
процессы протекают во всех своих стадиях с постоянным количеством рабочего тела;
отбрасывается возможность сгорания топлива, в связи с чем химический состав рабочего тела принимается постоянным при всех стадиях термодинамического цикла. Процесс сгорания при этом заменяется подводом теплоты к рабочему телу через стенки цилиндра от некоторого фиктивного горячего источника теплоты;
процессы сжатия и расширения рабочего тела принимаются адиабатными;
удаление отработавшего рабочего тела не учитывается и заменяется отводом теплоты от рабочего тела через стенки цилиндра к так называемому холодному источнику теплоты (холодильнику);
|
|
теплоемкости рабочих тел принимаются не зависящими от температуры;
рабочим телом является идеальный газ.
1. Цикл ДВС с подводом теплоты при р=const
Параметры точки 1:
Р1=0,09МПа; Т1=270К; 
Параметры точки 2:
Параметры точки 3:
Р2=Р3=3,5МПа;
Параметры точки 4:
Удельная работа расширения:
Удельная работа сжатия:
Полезная удельная работа:
Удельное количество подведенной теплоты:
Удельное количество отведенной теплоты:
Полезно использованное удельное количество теплоты:
Среднее индикаторное давление в цикле:
Термический КПД цикла:
КПД цикла Карно:
Изменение внутренней энергии:
Изменение энтальпии:
Изменение энтропии:
Средняя интегральная температура подвода теплоты:
Средняя интегральная температура отвода теплоты:
2. Цикл ДВС с подводом теплоты при 
Параметры точки 1:
Р1=0,09МПа; Т1=270К; 
Параметры точки 2:
Параметры точки 3:
Параметры точки 4:
Удельная работа расширения:
Удельная работа сжатия:
Полезная удельная работа:
Удельное количество подведенной теплоты:
Удельное количество отведенной теплоты:
Полезно использованное удельное количество теплоты:
|
|
Среднее индикаторное давление в цикле:
Термический КПД цикла:
КПД цикла Карно:
Изменение внутренней энергии:
Изменение энтропии:
Средняя интегральная температура подвода теплоты:
Средняя интегральная температура отвода теплоты:
Цикл ДВС со смешанным подводом теплоты
Параметры точки 1:
Р1=0,09МПа; Т1=270К; 
Параметры точки 2:
Параметры точки 3:
Параметры точки 4:
Параметры точки 5:
Удельная работа сжатия:
Удельная работа расширения:
Полезная удельная работа: 
Удельное количество подведенной теплоты:
Удельное количество отведенной теплоты:
Полезно использованное удельное количество теплоты:
Среднее индикаторное давление в цикле:
Термический КПД цикла:
КПД цикла Карно:
Изменение энтропии:
Изменение внутренней энергии:
Средняя интегральная температура подвода теплоты:
Средняя интегральная температура отвода теплоты:
