Практическая работа № 3

Тема:Исследования термодинамического цикла ДВС со смешанным подводом теплоты.

Цель: Изучить термодинамические основы цикла ДВС со смешанным подводом теплоты.

Оборудование: микрокалькулятор, лекало.

Дано: Четырехтактный бескомпрессорный дизель работающий по циклу со смешанным

подводом теплоты. Значения p_a=0,1 МПа; t_a=27⁰C;c_v=0,72 кДж/ (кг∙ºK);

|q₁^'|+|q₁^''|=1340 кДж/ кг; k=1,4; p_z=5,5МПа и ε=15 Рабочее тело-

воздух, рассматриваемый как идеальный газ. Масса воздуха 1кг.

Задание:

1.Определить параметры рабочего тела в характерных точках цикла.

2. Определить термический КПД цикла.

3. Определить удельную работу совершенную за цикл.

4.Пользуясь полученными данными построить pv-диаграмму цикла.

5. По построенной диаграмме определить удельную работу совершенную за цикл

исходят из того, что двигатель одноцилиндровый. Сравнить расчетное значение

удельной работы с значением определенным с помощью диаграммы.

Образец выполнения практической работы.

1. Находим параметры в характерных точках цикла:

в точке а- начало сжатия v_а=R₀T_a/ p_a ; для воздуха R₀=287,1Дж/(кг∙ºK);

T_a=273+ t_a=(273º+27º) K =300ºK, поэтому v_а=287,1Дж/(кг∙ºK)· 300ºK / 0,1 ·10⁶Па=

=0,861 м³/ кг;

в точке с- конец сжатия- воспользуемся уравнением ε= v_а/ v_с => v_с= v_а/ ε

=0,861/15=0,0573 м³/ кг;

p_с= p_а (v_а/ v_с)^k, откуда p_с= p_а(ε)^k=0,1·10⁶·(15)^1,4=4,43·10 ⁶Па=4,43 МПа

T_с= p_с v_с/ R₀=4,43·10 ⁶Па·0,0573/287,1=883ºK или t_с=610ºС

в точке z'- конец подвода теплоты при постоянном объеме- воспользуемся уравнением

λ= p_z/ p_с (степень повышения давления λ=5,5МПа/4,43 МПа=1,242)

T_z' = T_с λ=883ºK·1,242=1097ºK или t_z' =824ºС

v_z' = v_с=0,0573 м³/ кг

в точке z- конец подвода теплоты при постоянном давлении- предварительно вычисляем

q₁^'';так как | q₁^'|+|q₁^''|=1340 кДж/ кг, то сначала подсчитаем q₁^':

|q₁^'|=c_v (T_z'- T_с)= 0,72 (1097-883) кДж/кг=154 кДж/кг, поэтому q₁^''=(1340-154) кДж/кг.

Температуру T_z в точке z определяем из уравнения

|q₁^''|=c_p (T_z-T_z'), отсюда T_z= q₁^''/ c_p+ T_z'.

Находим предварительно c_p :

c_p=k c_v=1,4·0,72·10³=1,01 кДж/ (кг∙ºK)

Подставляем значение c_p, определяем

T_z=(1186/1,01+1097) ºK=2274ºK или t_z=(2274-273)=2001ºС.

Находим v_z. Сначала подсчитаем степень предварительного расширения:

ρ= T_z / T_z'=2274ºK /1097ºK=2,07

Теперь вычисляем v_z: => v_z= ρ v_с=2,07·0,0573 м³/ кг ≈0,118 м³/ кг;

в точке b-конец адиабатного расширения-v_b= v_а==0,861 м³/ кг;

Находим T_b из уравнения T_b= T_a ρ^kλ; T_b=300ºK·2,07^1,4·1,242=1034ºK или

t _b=(1034-273) ºС=761ºС

Давление p_b находим из уравнения состояния для точки b: p_b= R₀T_b/

v_b=287,1·1034º/0,861=0,345·10⁶=0,345 МПа

Поиск по сайту: