Идеальные циклы поршневых двигателей

• Название: Идеальные циклы поршневых двигателей
• Дата: 28.01.2022
• Размер: 0.71 Mb.
• Имя файла: thermo-16.134.0.doc
• Тип: Решение; #344352

Задача16.134.0
Тема «Идеальные циклы поршневых двигателей»
Для идеального термодинамического цикла теплового двигателя определить абсолютное давление, абсолютную температуру, плотность рабочего тела в характерных точках, а также количество подводимой и отводимой теплоты, полезную теплоту и полезную работу, термический КПД и среднее давление.

Сравнить значение термического КПД данного цикла с КПД цикла Карно при тех же предельных температурах.

Известны параметры в начальной точке цикла: абсолютное давление и температура , а также степень сжатия , степень повышения давления , степень изобарного расширения .

Рабочим телом является идеальный газ со свойствами воздуха ( , ).

Изобразить цикл схематично с учетом масштаба в и - координатных системах.
Таблица 1 – Исходные данные

Первая цифра номера варианта
4	111	30

Таблица 2 – Исходные данные

Вторая цифра варианта зачетки	Вид цикла
0	Тринклера	17,0	2,45	1,34

Решение
Точка 1
Дано: ;

Уравнение состояния для :

(1)

где - газовая постоянная для воздуха, ;

отсюда

(2)



Плотность:

(3)



Точка 2
Дано: ;
Степень сжатия:

(4)
отсюда

(5)



Плотность:

(6)


Давление в точке 2 находим из соотношения параметров в адиабатном процессе:

(7)

где - показатель адиабаты воздуха;


Температура в точке 2:

(8)


Точка 3
Дано: степень повышения давления . Процесс - изохорное повышение давления, тогда ,
Степень повышения давления:

(9)

тогда

(10)



Температура в точке 3:

(11)


Точка 4
Дано: степень предварительного расширения . Процесс - изобарное расширение, отсюда

Степень предварительного расширения:

(12)

тогда

(13)



Плотность:

(14)


Температура в точке 4:

(15)


Точка 5
Дано: процесс - изохорный отвод теплоты, тогда , .

Процесс - адиабата , отсюда

(16)



Температура в точке 5:

(17)



Подведенная теплота в цикле:

(18)

где -массовая теплоемкость при постоянном объеме, ;

(19)



- средняя массовая теплоемкость при постоянном давлении, ;

(20)



Подставляя полученные значении в формулу (18), находим



Отведенная теплота в цикле:

(21)



Полезная теплота:

(22)



Изменение удельной энтропии

Процесс - адиабатный:

Процесс - изохорный:

(23)



Процесс - изобарный:

(24)



Процесс - адиабатный:

Процесс - изохорный:

(25)


2.3 Определение удельной работы
В процессе адиабатного сжатия :

(26)


В процессе изохорного сжатия :

В процессе изобарного расширения :

(27)



В процессе адиабатного расширения :

(28)



Полезная работа цикла:

(29)



Термический цикла:

(30)



(31)


Термический к.п.д. цикла Карно, совершающегося при тех же предельных температурах:

(32)


Термический к.п.д. цикла Карно, совершаемого при тех же крайних температурах, что и данный цикл, на выше.
Среднее индикаторное давление в цикле - это такое условно постоянное давление, которое, действуя на поршень в течение одного хода, совершает работу, равную полезной работе цикла:

(33)




Рисунок 1 - Цикл двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты в координатах.



Рисунок 2 - Цикл двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты в координатах.