4.2 Расчет параметров в цикле с подводом теплоты при постоянном объеме и затем при постоянном давлении
По формуле (1) и с использованием данных, приведенных в таблице 2, считаем температуру, К, рабочего тела в точке с :
Тс = 293*-16,01,41-1 = 913.
Аналогично считаем значения температуры рабочего тела в остальных точках термодинамического цикла: Ty = 1643 ; Tz = 1890 ; Tb = 642 .
По оси абсцисс откладываем значение полного объема цилиндра
Va = 100, затем считаем объем камеры сгорания Vc = 100/16,0 = 6,2 ; значение объема в произвольной точке принимаем Vx = 50.
Для расчета значения для давления над поршнем при произвольном его положении необходимо выразить значение εx , выразив из формулы (7) значение текущей степени сжатия
εx = Va /Vx= 100/50 = 2.
Затем, подставив εx в формулы (6) и (7) считаем значения для давления над поршнем при произвольном его положении (рх), МПа, и для давления в конце процесса (рс), МПа:
рс = 0,1*16,0 1,41 = 0,1*49,87 = 4,97,
рx = 0,1*2 1,41 = 0,1*2,65 = 0,26.
По данным примерам расчета значений давлений в точках термодинамического цикла в процессе сжатия, производим расчет параметров для вспомогательных точек цикла, значения которых приведены в таблице 4.
По формуле (13) получаем значение температуры, соответствующей произвольному положению поршня Тх = 390 К.
Для построения кривой расширения, во-первых, находим значение давления, МПа, в точке z
pz = pс* λ = 4,97*1,8 = 8,946.
Во-вторых, рассчитать значение степени последующего расширения рабочего тела при произвольном положении поршня
δх = Vx/Vc = 50/6,2 = 8,06.
В-третьих, по формулам (15) и (16) рассчитываем давление, МПа, в конце процесса расширения, и соответственно для давления над поршнем при произвольном его положении в процессе расширения, МПа :
pb = pz/δk = 8,946 / 13,91,41 = 8,946 / 40,89 = 0,22,
px = 8,946 / 8,061,41 = 8,946 / 18,96 = 0,47.
В-четвертых, по указанным выше примерам, рассчитываем параметры цикла для вспомогательных точек, значения которых приведены в Таблице 4 .
Рассчитываем значение термического КПД по формуле (18)
ηt = 1 – [ 1/16,01,41-1 *(1,8*1,151,41-1/ 0,8] = 1 – 0,3= 0,7.
Рассчитываем значение среднего давления по формуле (20)
pm = (0,1/0,41)*(16,01,41/15) * 0,7(1,18) = 0,65.
Таблица 4 – Результаты расчета значений параметров термодинамического цикла с подводом теплоты при постоянном объеме, затем при постоянном давлении, для процесса сжатия и расширения
Наименование параметра |
Процесс сжатия |
Процесс расширения |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
1’ |
2’ |
3’ |
4’ |
||
Текущая степень сжатия (εx) |
4,0 |
2,8 |
1,4 |
1,1 |
– |
– |
– |
– |
|
Значение объема в произвольной точке (Vx), у.е |
25 |
35 |
70 |
90 |
25 |
35 |
70 |
90 |
|
Значение давления над поршнем при произвольном его положении (px), МПа |
0,7 |
0,4 |
0,16 |
0,11 |
1,32 |
0,82 |
0,31 |
0,21 |
|
Текущая степень расширения (δx) |
– |
– |
– |
– |
3,90 |
5,46 |
10,94 |
14,06 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Данная самостоятельная работа дает возможность овладеть методикой расчета термодинамических циклов, что позволяет оценивать значения показателей автомобильного двигателя и делать выводы о их совершенности, а следовательно обоснованно подходить к выбору транспортных средств для осуществления перевозной деятельности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
-
Методические указания по выполнению заданий для самостоятельных работ для студентов, обучающихся по направлению подготовки 190700 – Технология транспортных процессов / В. Н. Степанов; [Текст] / СПбГАСУ. – СПб., 2012. – 13 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ