Пример_Решение_Практика_Теплотехника. Практические задание 1

• Название: Практические задание 1
• Дата: 30.05.2022
• Размер: 0.61 Mb.
• Имя файла: Пример_Решение_Практика_Теплотехника.doc
• Тип: Документы; #556541

Практические задание №1
Рассчитать термодинамический цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания, если рабочим телом является 1 кг смеси идеальных газов (концентрации компонентов по вариантам). Температура t₁, давление P₁ рабочего тела в начале такта сжатия, а также другие исходные данные взяты по варианту. Просчитать цикл ещё раз с измененными исходными параметрами, приведенными по вариантам. Учесть, что теплоемкость газов, входящих в состав рабочего тела выбирается при параметрах первой характерной точки цикла (t₁) и далее остается неизменной.



Рисунок – Термодинамический цикл поршневого ДВС
Таблица – Характеристики рабочего тела в поршневых ДВС

Первая цифра номера варианта	Массовые концентрации компонентов mi
	N2	СО	СО2	Н2О
2	0,72	0,02	0,18	0,08

По последней цифре зачетной книжки, так как в таблице в методичке нет 7 варианта для состава газа
Таблица – Характеристики циклов поршневых ДВС

№ вар	t1, °С	P1, МПа	n1	n2	ε = V1/V2	λ= P3/P2	ρ= V3(4)/V2(3)
7	10	0,11	1,36	1,34	9	3,4	1

Решение
Молекулярная масса смеси:





Газовая постоянна:





<sub>Далее в расчете обозначается как R.

Удельная изобарная теплоемкость:





Далее в расчете обозначается как ср.

Удельная изохорная теплоемкость:





Далее в расчете обозначается как сν.

Показатель адиабаты:



Параметры и функции состояния в характерных точках цикла</sub>

Точка 1









_{Точка 2} 5.645 11.608 = 2629,69248













_{Точка 3} 6.436 14.596 = 2602.418













<sub>Точка 4













Результаты расчета сводим в таблицу.</sub>

Точка	P, МПа	V, м3/кг	T, K	u, кДж/кг	h, кДж/кг	s, кДж/кг
1	0,11	0,748	283,0	218,7	301,0	2,630
2	2,18	0,083	624,2	482,4	663,9	2,603
3	7,4	0,083	2122,2	1640,3	2257,2	3,548
4	0,8	0,748	1005,4	777,1	1394,0	3,393

Расчет изменения функций состояния, термодинамической

работы и теплообмена
Процесс 1 – 2 (политропный)












Процесс 2 - 3 (изохорный)











Процесс 3 – 4 (политропный)









Процесс 4 - 1 (изохорный)











Результаты расчета сводим в таблицу.

Процесс	Δu, кДж/кг	Δh, кДж/кг	Δs, кДж/кг	i, кДж/кг	q, кДж/кг
1 - 2	263,7	362,9	-0,027	-275,50	-11,80
2 - 3	1157,8	1593,3	0,946	0	1157,8
3 -4	-863,2	-863,2	-0,156	954,8	91,7
4 -1	-558,4	-1093,0	-0,763	0	-558,4
Σ	0,000	0,000	0,000	679,338	679,338

Термический КПД цикла и КПД цикла Карно, осуществляемого в том же интервале температур:





Для построения графика в p – ν и Т – s координатах минимум по трем точках необходимо привести выражения для политропного и изохорного процессов.

Изохорный процесс:

ν = сonst,

<sub>Политропный процесс:



Получаем таблицу для построения графиков в р – ν и Т – S координатах</sub>

Точка	P, МПа	V, м3/кг	T, K	u, кДж/кг	h, кДж/кг	s, кДж/кг
1	0,11	0,748	283,0	218,7	301,0	2,630
Промежуточная точка	0,77	0,180	473,0	365,6	137,9	2,612
2	2,18	0,083	624,2	482,4	663,9	2,603
Промежуточная точка	4,80	0,083	1373,0	1061,2	400,2	3,212
3	7,42	0,083	2122,2	1640,3	2257,2	3,548
Промежуточная точка	1,89	0,231	1500,0	1159,3	437,2	3,577
4	0,82	0,748	1005,4	777,1	1394,0	3,393
Промежуточная точка	0,53	0,748	644,2	884,5	396,1	3,049