- •Розділ 1. Термодинамічний процес. «Визначення основних параметрів та термодинамічних характеристик у політропному процесі, що здійснюється газовою сумішшю».
- •Рішення.
- •Розділ 2. Теоретичний цикл двз. [5] «Розрахунково–графічне дослідження теоретичного циклу двигуна внутрішнього згоряння».
- •Рішення.
- •1. Параметри робочого тіла в характерних точках циклу.
- •2. Робота та кількість теплоти в процесах, які складають цикл.
- •3. Робота і термічний ккд циклу.
- •4. Діаграма циклу в р–υ координатах та її аналіз.
- •4.4. Планіметрування (визначення площі) діаграми і визначення роботи циклу за діаграмою:
Розділ 2. Теоретичний цикл двз. [5] «Розрахунково–графічне дослідження теоретичного циклу двигуна внутрішнього згоряння».
Завдання. Розрахувати теоретичний цикл двигуна внутрішнього згорання та визначити його основні вихідні параметри (ефективну потужність і економічність) якщо:
р1= 0,09 МПа – початковий тиск робочого тіла;
t1= 27 оС – початкова температура робочого тіла;
ε = 14 – ступінь стиску робочого тіла в двигуні;
λ = 1,6 – ступінь підвищення тиску робочого тіла в процесі підводу теплоти;
ρ = 1,8 – ступінь попереднього розширення робочого тіла;
D = 105 мм – діаметр циліндра;
S = 120 мм – хід поршня;
z = 4 – число циліндрів у двигуні;
n = 2000 об/хв. – частота обертання валу двигуна;
τ = 4 – тактність двигуна;
П = 39 % – втрати теоретичної роботи циклу;
ξ = 0,85 – коефіцієнт повноти згорання палива в двигуні;
термодинамічні характеристики робочого тіла:
cPm = 1,015 кДж/кг∙К; cVm = 0,725 кДж/кг∙К; k = 1,4; R = 287 Дж/кг∙К;
Нu = 43,0 МДж/кг – нижча теплота згоряння палива.
В процесі розрахунків:
1. Визначити:
а) параметри робочого тіла в характерних (вузлових) точках циклу;
б) роботу і теплоту в процесах, що складають цикл;
в) роботу і термічний ККД циклу.
2. Побудувати (на міліметрівці в масштабі) діаграму циклу в р–υ і Т–s координатах та через вимірювання його площі на діаграмі р–υ визначити теоретичну роботу циклу;
3. В залежності від конструктивних характеристик циліндро-поршневої групи, частоти обертання колінчастого валу, втрат енергії газів в двигуні, повноти згоряння палива в циліндрах двигуна, визначити ефективну потужність і питому витрату палива (економічність) в двигуні, що працює за розрахованим циклом (варіант видається викладачем див. додаток 2.1).
4. Привести коротку довідку про двигун–прототип (назву, тип, місце установки, основні дані, конструктивні особливості )та зробити порівняльну характеристику з розрахунковим двигуном (табл. 2.2, 2.3, 2.4).
Рішення.
1. Параметри робочого тіла в характерних точках циклу.
1.1. Параметри робочого тіла в точці 1 (на початку процесу стиснення):
р1=0,09 МПа, (кг/см2 ) – задано за умовою;
Т1=300 К, (оС ) – задано за умовою;
υ1 = ; υ1 = .
1.2. Параметри робочого тіла в точці 2 (в кінці процесу стиснення):
р2 = р1 εk, МПа; р2 = 0,09∙106 ·141,4 =3,6 МПа;
Т2 = Т1 εk–1 ,К; Т2 = 300 ∙ 141,4–1=862,129 К;
υ2 = ; υ2 =
або υ2 = ; υ2 =
1.3. Параметри робочого тіла в точці 3/ для дизельного двигуна (в точці 3 для карбюраторного двигуна, тобто в кінці процесу підводу теплоти):
р3/ = р2 λ, МПа; р3/ = 3,6∙106·1,6=5,7 МПа;
Т3/ = Т2 λ, К; Т3/ = 862,129∙1,6=1379,406 К;
υ3/ = υ2 , ; υ3/ = 0,06 .
1.4. Параметри робочого тіла в точці 3 для дизельного двигуна (в кінці процесу підведення теплоти):
= , МПа; = 5,7 ∙106 МПа;
Т3 = Т3/∙ ρ, К; Т3 = 1379,406 ∙1,8 = 2482,930 К;
υ3 = υ3/ ρ, ; υ3 = 0,06 ∙1,8 = 0,108 .
1.5. Параметри робочого тіла в точці 4 (в процесі розширення).
р4 = р3 , МПа;
Т4 = Т3 , К; Т4 = 2482,930 ∙
υ4 = υ1 , ; υ4 = 0,956 .