Исследование характеристик политропных процессов с использованием ПЭВМ

Цель работы: углубление знаний студентов по термодинамическим процессам путем исследования характеристик политропных процессов и приобретение навыков работы на ПЭВМ.

Постановка задачи

В конце процесса горения топлива в цилиндре ДВС продукты сгорания имеют температуру T₁ и давление р₁. После этого продукты сгорания политропно расширяются, совершая полезную работу. При этом давление газов понижается до величины р₂, а удельный объем газов становится равным V₂.

1. Определить: n – показатель политропы; V₁ – удельный объем газа, находящегося в цилиндре под поршнем; T₂ – температуру газов в конце процесса расширения; Δu₁₂ – изменение внутренней энергии; Δi₁₂ – изменение энтальпии; q₁₂ – количество теплоты; l₁₂ – работу расширения; Δs₁₂ – изменение энтропии.

2. Построить политропу в р-v и T-s – координатах, для чего определить для значений с шагом Δр соответственно: ; ; . Число точек для построения политропы принять равным N = 10, т.е. ().

3. Решить задачу при исходных данных р₁, T₁, р₂, V₂ (численные значения указывает преподаватель, ведущий лабораторные работы).

Принять, что:

- газовая постоянная продуктов сгорания R = 280 Дж / кг^oC;

- изохорная и изобарная теплоемкости газов являются постоянными величинами и соответственно равны ;

- показатель адиабаты продуктов сгорания k = 1,39.

Алгоритм решения

1. Определение параметров продуктов сгорания в начале и в конце политропного процесса.

Удельный объем газов в начале процесса расширения

Температура в конце процесса политропного расширения

2. Определение характеристик политропного процесса

Показатель политропы

Изменение внутренней энергии

Изменение энтальпии

Количество теплоты

Работа расширения

Изменение энтропии в процессе

.

3. Построение политропы в рV и Ts – координатах.

Для построение политропы необходимо для значений соответственно определить значения ; ; ; - число расчетных точек.

Определяем шаг изменения давления между двумя соседними точками

Давление в любой i-ой точке политропы

Из уравнения политропы определяем значение удельного объема для i-той точки политропы

откуда

Из уравнения связи параметров политропного процесса опреде­ляем значение абсолютной температуры продуктов сгорания для i-той точки политропы

, откуда

Промежуточные значения изменения энтропии в политропном процессе определяются

По найденным значениям pдля для i = 1, 2, …, N строим в PV и TS - координатах политропный процесс расширения газов в цилиндре ДВС.

Рисунок 1 – Графическое изображение процесса в PV и TS – диаграммах.

Поиск по сайту: