Задача № 1
Циклы двигателя внутреннего сгорания
Термодинамический цикл поршневого ДВС представляет собой повторяющуюся замкнутую последовательность обратимых термодинамических процессов, каждый из которых приближенно отображает известные из опыта особенности реальных процессов происходящих в реальном двигателе.
Исходные данные по таблице 1.1
Таблица 1.1
| № вар |
Р1
|
Т1,
|
ε |
λ |
ρ |
| 15 |
0,019 |
320 |
16,5 |
1,8 |
1,7 |
Необходимо рассчитать:
1.1 Выбрать идеальный цикл ДВС, являющийся теоретической основой рабочего процесса бескомпрессорных двигателей. Записать его полное название, изобразить его без масштаба PV- и TS-координатах.
1.2 Рассчитать цикл, определить параметры узловых точек, работу сжатия, расширения, полезную работу сжатия, термический КПД цикла и работу цикла.
1.3 В расчете принять, что цикл осуществляется 1кг воздуха, Ср
=1,008к
Решение:
Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении состоит из 2-х адиабат,
одной изобары и одной изохоры:
1-2: Адиабатное сжатие рабочего тела
2-3: Изобарный нагрев(подвод тепла от горячих источников)
3-4: Адиабатное расширение газа
4-1: Изохорное охлаждение(отвод тепла холодным источником)
Находим параметры в характерных точках цикла
Точка 1:
Удельный объем определим из уравнения:
Точка 2:
, следовательно
Температуру в конце сжатия Т2
определим из соотношения температур и удельных объемов в адиабатном процессе:
Давление в конце адиабатного сжатия Р2
определим из уравнения:
Точка 3:
Из соотношения параметров в изобарном процессе:
,
Следовательно
Точка 4:
Так как процесс 4-1 – изохорный, то
Температуру в конце адиабатного процесса найдем из уравнения:
Давление в конце адиабатного расширения найдем из соотношения давлений и температур в адиабатном процессе:
Количество подведенной теплоты находим из уравнения:
Термодинамический КПД цикла:
Работа цикла:
Ответ на контрольный вопрос:
Вредное пространство-объем между поршнем и дном цилиндром в В.М.Т.
При наличии вредного пространства в индикаторной диаграмме появляется новый процесс-процесс расширения сжатого газа, оставшегося к концу нагнетания во вредном пространстве цилиндра.