Рассчитанный цикл в координатах pv и Тs
1-4 – линия всасывания газа; 2-3 – линия нагнетания газа; 1-2 – изотермическое сжатие; 1-2|– политропное сжатие; 1-2|| – адиабатное сжатие
Рисунок 2 – диаграмма идеального одноступенчатого компрессора
индикаторная диаграмма идеального и реального одноступенчатого компрессора в рv координатах
а – диаграмма идеального компрессора; б – диаграмма реального компрессора;
Vо – объем вредного (мертвого) пространства; Vвс – объем всасывания;
Vраб – объем, описываемый поршнем
Рисунок 3 – Индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого компрессора
задача № 2
Цикл двигателя внутреннего сгорания
цикл
осуществляется одним кг воздуха, как
идеальным газом, где газовая постоянная
R = 287 Дж/(кг·К); удельная теплоемкость
при постоянном давлении, ср
= 1008 Дж/(кг·К); удельная теплоемкость при
постоянном объеме, сv
= 721 Дж/(кг·К); степень сжатия
;
степень повышения давления
;
степень предварительного расширения
.
исходные данные принять по таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные для расчета цикла ДВС
|
№ п/п в журнале |
р1, МПА |
Т1, К |
e |
l |
r |
№ п/п в журнале |
р1, МПА |
Т1, К |
e |
l |
r |
|
1 |
0,080 |
300 |
14,0 |
2,5 |
1,2 |
16 |
0,080 |
300 |
15,5 |
1,9 |
1,7 |
|
2 |
0,085 |
310 |
14,5 |
2,0 |
1,3 |
17 |
0,085 |
305 |
16,0 |
2,0 |
2,0 |
|
3 |
0,090 |
315 |
15,0 |
1,8 |
1,4 |
18 |
0,090 |
310 |
16,5 |
2,5 |
1,9 |
|
4 |
0,095 |
320 |
15,5 |
1,7 |
1,5 |
19 |
0,095 |
315 |
17,0 |
2,6 |
1,8 |
|
5 |
0,090 |
325 |
16,0 |
1,6 |
1,6 |
20 |
0,090 |
320 |
17,5 |
2,7 |
1,7 |
|
6 |
0,085 |
330 |
16,5 |
1,5 |
1,7 |
21 |
0,085 |
325 |
18,0 |
2,8 |
1,6 |
|
7 |
0,080 |
335 |
17,0 |
1,4 |
1,8 |
22 |
0,080 |
330 |
18,5 |
2,5 |
1,5 |
|
8 |
0,085 |
330 |
17,5 |
1,3 |
1,9 |
23 |
0,085 |
335 |
19,0 |
2,0 |
1,4 |
|
9 |
0,080 |
325 |
18,0 |
1,2 |
2,0 |
24 |
0,080 |
330 |
19,5 |
1,9 |
1,3 |
|
10 |
0,090 |
320 |
17,5 |
1,3 |
1,9 |
25 |
0,090 |
325 |
20,0 |
1,8 |
1,2 |
|
11 |
0,095 |
315 |
17,0 |
1,4 |
1,8 |
26 |
0,095 |
320 |
17,5 |
1,7 |
1,3 |
|
12 |
0,090 |
310 |
16,5 |
1,5 |
1,7 |
27 |
0,090 |
315 |
18,0 |
1,6 |
1,4 |
|
13 |
0,085 |
305 |
16,0 |
1,6 |
1,8 |
28 |
0,085 |
310 |
18,5 |
1,5 |
1,4 |
|
14 |
0,080 |
315 |
15,5 |
1,7 |
1,8 |
29 |
0,080 |
300 |
19,0 |
1,4 |
1,5 |
|
15 |
0,085 |
320 |
15,0 |
1,8 |
1,7 |
30 |
0,085 |
320 |
20,0 |
1,3 |
1,6 |
Задание
Определить вид идеального цикла ДВС.
рассчитать цикл:
определить неизвестные параметры в узловых точках цикла;
определить изменение удельной энтропии ∆s, кдж/(кг·K);
определить удельную работу сжатия, расширения и полезную работу цикла;
определить удельное тепло подведенное, отведенное и полезное в цикле;
определить термический КПД цикла;
определить среднее интегральное давление.
Изобразить цикл в pv и Ts координатах по данным расчета, обозначить узловые точки цикла.
Изобразить индикаторную диаграмму в рv координатах.
Ответить на контрольные вопросы:
назовите виды поршневых ДВС;
какие допущения принимаются при анализе идеальных термодинамических циклов?
Общие теоретические сведения
Термин «двигатель внутреннего сгорания» (ДВС) говорит о том, что процесс сгорания топлива происходит внутри цилиндра двигателя. Этот процесс подвода тепла посредством сгорания топлива непосредственно в цилиндре двигателя позволяет поднять верхнюю температуру цикла. Тем самым, при большем температурном перепаде, как следует из анализа прямого цикла Карно, увеличивается термический КПД цикла.
Рабочим телом в ДВС являются – смесь воздуха с топливом и продукты сгорания топлива. может быть использовано твердое, жидкое и газообразное топливо.
Классификация
Преобразование тепловой энергии в механическую энергию в ДВС осуществляется посредством передачи работы расширения продуктов сгорания через поршень и кривошипно-шатунный механизм на коленчатый вал двигателя.
Они классифицируются по следующим признакам:
по способу осуществления рабочего цикла:
4-хтактные (последовательность явлений происходит в 4 хода поршня или 2 оборота вала);
2-хтактные (двигатели, у которых отсутствуют такты всасывания и выхлопа и рабочий процесс совершается за два хода поршня или одного оборота вала);
по способу смесеобразования и воспламенения рабочей смеси:
с внутренним смесеобразованием и воспламенением топлива от сжатия рабочего тела (дизели без компрессорные и компрессорные);
с внешним смесеобразованием и воспламенением топлива от искры (карбюраторные, газовые);
по роду топлива:
ДВС, работающие на газообразном топливе;
ДВС, работающие на жидком топливе;
по назначению:
стационарные;
передвижные;
автотракторные;
авиационные;
судовые;
для ж/д транспорта и т. д.;
по конструктивному исполнению:
с вертикальным расположением цилиндров;
с горизонтальным расположением цилиндров;
с расположением цилиндров под углом (V-образные, W- образные, звездообразные, с аппозитивным расположением цилиндров).