Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

РГР / ргр 1 вар 16

.doc
Скачиваний:
51
Добавлен:
27.05.2019
Размер:
451.07 Кб
Скачать

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………….….4

1 Содержание задания……………………………………………………… ..…5

2 Исходные данные………………………………………………………….. ....6

3 Принципиальная схема ДВС и его характеристика………………………...6

4 Цикл в координатах p-V и T-s и определение удельного объема,

давления и температуры в характерных точках цикла…………...………7-9

5 Определение изменения в процессах цикла внутренней энергии и энтропии, подведенной и отведенной теплоты, полезной работы цикла…..10-12

6 Определение термического к.п.д. цикла…………………………………. ..12

7 Построение цикла в масштабе в системах координат p-V и T-s…………13

Заключение…………………………………………………………………....14

Литература…………………………………………………………................15

1 Содержание задания

В расчетно-графической работе предусматривается выполнение следующего объема работ:

    1. Показать принципиальную схему и дать краткую характеристику теплового двигателя.

    2. Изобразить цикл в координатах p – V и T – S, и определить удельный объем, давление и температуру в характерных точках цикла.

    3. Определить изменение в процессах цикла внутренней энергии и энтропии, подведенную и отведенную теплоту, полезную работу.

    4. Определить коэффициент А по формуле

(1)

термический КПД цикла по формуле

(2)

Полученное значение КПД сравнить со значением, определенным по формуле

(3)

(они должны быть одинаковы).

    1. Построить цикл в масштабе в системах координат p – v и T – S (по определенным ранее параметрам в характерных точках и двум-трем промежуточным точкам адиабатных процессов).

2 Исходные данные

Необходимые данные для расчета представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные

Наименование цикла тепловой машины

Начальные параметры рабочего тела

р1, МПа

t1, °C

ДВС с подводом теплоты при р=const

0,16

65

16,5

2,05

3 Принципиальная схема ДВС и его характеристика

Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема двигателя внутреннего сгорания:

1 –картер; 2 – впускной клапан; 3 – выпускной клапан; 4 – цилиндр; 5 – поршень; 6 – шатун;

7 – кривошип

Данный двигатель внутреннего сгорания – компрессорный двигатель. В цилиндре двигателя сжимается чистый воздух. В конце сжатия в цилиндр впрыскивается топливо, которое в среде горячего воздуха воспламеняется и сгорает при р=const. Для распыла топлива, подаваемого в цилиндр, используют воздух, сжатый в компрессоре до давления в 1,2 – 2 раза превышающего давление в цилиндре (отсюда и произошло название «компрессорные двигатели»).

4 Цикл в координатах p-v и T-s и определение удельного объема,

давления и температуры в характерных точках цикла

Ц икл ДВС с подводом теплоты при р=const изображен на рисунке 2.

Рисунок 2 – Цикл ДВС с подводом теплоты при р=const: 1-2 – адиабатный процесс сжатия воздуха; 2-3 – изобарный процесс предварительного расширения с подводом теплоты q1 (р=const); 3-4 – адиабатный процесс расширения; 4-1 – изохорный процесс отвода теплоты q2 (v=const)

Определим параметры в характерных точках цикла.

Точка 1. Удельный объем газа находим из уравнения состояния для идеального газа

(4)

где – давление воздуха в i-й точке , Па;

– удельный объем воздуха в i-й точке, м3;

– постоянная газовая воздуха, Дж/кг·К;

– температура воздуха в i-й точке, К.

Тогда, из выражения (4) находим для точки 1

(5)

м3/кг.

Точка 2. Так как степень сжатия

(6)

то удельный объем

(7)

м3/кг.

Давление p2 находим из выражения для степени повышения давления в цилиндре при адиабатном сжатии 1-2

(8)

где kпоказатель адиабаты для воздуха.

Из (8) определяем

(9)

Па.

Найдем температуру в точке из формулы (4)

(10)

К.

Точка 3. Так как р=const, то р3=р2=8,1∙106 Па.

Степень предварительного расширения для процесса 2-3

(11)

тогда удельный объем

(12)

м3/кг.

Температура определяется из (4)

(13)

К.

Точка 4. Так как =const,то 4=1=0,606 м3/кг.

Давление в конце адиабатного расширения определим из соотношения

(14)

отсюда

(15)

МПа.

Температура определяется из соотношения параметров в изохорном процессе 4-1

(16)

К.

Степень расширения в процессе 3-4

(17)

.

5 Определение изменения в процессах цикла внутренней энергии и энтропии, подведенной и отведенной теплоты, полезной работы цикла

Количество подведенной теплоты

(18)

где – мольная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, кДж/(кмоль·К);

– молярная масса воздуха, кг/кмоль.

кДж.

Количество отведенной теплоты

, (19)

где – мольная теплоемкость воздуха при постоянном объеме, кДж/(кмоль·К).

кДж.

Изменение энтропии для процессов:

- адиабатное сжатие 1-2

=const;

- изобарный подвод теплоты 2-3

(20)

кДж/(кг·К);

- адиабатное расширение 3-4

=const;

- изохорный отвод теплоты 4-1

(21)

кДж/(кг·К).

Изменение внутренней энергии в каждом из процессов цикла определим по формуле

(22)

где Тj – температура воздуха в конечной точке цикла, К;

Тi – температура воздуха в начальной точке цикла, К.

Таким образом, для следующих процессов получаем:

- адиабатное сжатие 1-2

(23)

кДж/кг;

- изобарный подвод теплоты 2-3

(24)

кДж/кг;

- адиабатное расширение 3-4

(25)

кДж/кг;

- изохорный отвод теплоты 4-1

(26)

кДж/кг.

Полезная работа совершается рабочим телом (воздухом) при адиабатном расширении 3-4 и определяется выражением

(27)

кДж/кг.

6 Определение термического к.п.д. цикла

Определим коэффициент А по формуле (1)

,

здесь λ=1 – степень повышения давления при изобарном подводе теплоты.

Тогда термический к.п.д. по формуле (2) будет равен

Термический к.п.д. по формуле (3)

Сравнивая к.п.д., рассчитанные формулам (2) и (3), видим, что они приблизительно равны между собой. Это доказывает правильность расчета.

7 Построение цикла в масштабе в системах координат p-V и T-s

ЛИТЕРАТУРА

1. Расчетно-графические работы по теплотехники/Методические указания. Часть 1. Гомель: БелИИЖТ, 1986. 31с.

2. О.М. Рабинович. Сборник задач по технической термодинамике. М.: Машиностроение, 1973. 342с.

3. Теплотехника/ Под ред. А.П. Баскакова. М.: Высшая школа, 1991. 250с.

Соседние файлы в папке РГР