- •Методика расчета термодинамического цикла поршневого двс
- •1. Исходные данные
- •4.2. Определение значений параметров рабочего тела
- •4.3. Построение индикаторной диаграммы термодинамического цикла
- •4.3.1. Выбор масштабов построения диаграммы
- •4.3.2. Определение координат характерных точек цикла
- •4.4. Определение энергетических характеристик цикла
- •4.5.2. Исследование влияния на кпд цикла степени повышения давления
- •4.5.3. Исследование влияния на кпд цикла степени предварительного расширения
4.4. Определение энергетических характеристик цикла
4.4.1.Определение подведенной и отведенной теплоты цикла
q = q' + q'' = (Tz' −Tc)+ (Tz − Tz’) = …МДж;
q=(Tb − Ta) = … кДж.
4.4.2.. Определение работы цикла
=R+R(Т– Т) +R = …МДж.
4.4.3. Определение термического КПД цикла
= = …
Проверяем правильность вычисления термического КПД цикла :
= = …
Погрешность КПД составляет:
∆ =
что подтверждает правильность произведенных вычислений.
4.5. Исследование влияния характеристик
цикла на термический КПД
В соответствии с уравнением (2.6) термический КПД цикла htпри изохорно-изобарном подводе теплоты к циклу определяется следующей зависимостью:
.
Проведем исследование и анализ влияния на термический КПД цикла следующих характеристик: ,и .
4.5.1. Исследование влияния на КПД цикла
степени сжатия
Влияние степени сжатия на КПД цикла проведем при условии постоянства степени предварительного расширения (= 1,5) для двух значений степени повышения давления (= 1,5; 2) в диапазоне изменения степени сжатия= 12…23.
Для упрощения вычислений преобразуем уравнение (2.6) в следующую формулу:
= 1 –∙= …
Для степеней сжатия = 1,5 и= 2 формулы для определения КПД приобретают, соответственно, следующий вид:
= 1 –; =…
Результаты исследования влияния на термический КПД степени сжатия заносим в табл. 4.4.
Таблица 4.4
Характе-ристики |
Значение параметров | |||||||||
1,5 |
2,0 | |||||||||
12 |
16 |
18 |
20 |
23 |
12 |
16 |
18 |
20 |
23 | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По результатам вычислений строим график (рис. 4.2) зависимости термического КПД цикла от степени сжатия .Анализ результатов расчета и характер изменения термического КПД показывает следующее:
1. Термический КПД цикла с увеличением степени сжатия возрастает.
2. Степень повышения давления в пределах её изменения = 1,5…2 незначительно влияет на зависимость термического
2. Степень повышения давления в пределах её изменения = 1,5…2 при постоянной степени предварительного расширения (= 1,5) незначительно влияет на зависимость термического КПД от степени сжатия, поэтому на рис. 4.2 приведена усредненная кривая =f ().
=
f
)
0,68
0,64
0,6
0,56
12
14
16
18
20
22
Рис. 4.2. Зависимость термического КПД
цикла от степени сжатия
4.5.2. Исследование влияния на кпд цикла степени повышения давления
Влияние степени повышения давления на КПД цикла проведем при условии постоянства степени сжатия (= 18) для двух значений степени предварительного расширения (= 1,6 и 2,4) в диапазоне изменения степени повышения давления= 1… 4.
Для упрощения вычислений преобразуем уравнение (2.6) в следующую формулу:
= ∙.
Для степеней предварительного расширения = 1,6 и 2,4 формулы для определения КПД приобретают, соответственно, следующий вид:
= ; = …
Подставив ряд значений степени повышения давления (= 1; 2; 3 и 4) в полученные формулы и выполнив вычисления для двух значений степени предварительного расширения, данные расчета заносим в следующую табл. 4.5.
Таблица 4.5
Характеристики |
Значение параметров | |||||||
1,6 |
2,4 | |||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 | |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
По результатам вычислений строим графики зависимости термического КПД цикла от степени повышения давления при различных значениях степени предварительного расширения (= 1,6 и 2,4) и постоянном значении степени сжатия= 18.
1,6
Рис. 4.3. Зависимость термического КПД цикла
от степени повышения давления
Анализ результатов расчета и характер поведения кривых графиков показывает следующее:
1. При увеличении степени повышения давленияот 1 до 3 термический КПД цикла возрастает при любой степени предварительного расширения .
2. Термический КПД цикла в зависимости от степени предварительного расширения имеет максимум (для = 1,6 при= 3,
а для = 2,4 при= 3,5), который смещается в сторону увеличения . Поэтому в циклах реальных двигателей не следует реализовывать значения > 2 и> 3.