Рабочий цикл быстроходного автомобильного дизельного двигателя со смешанным теплоподводом
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
х.
Графики адиабатного 1-2 и политропного 4-5 процессов имеют криволинейную форму. Для построения адиабаты и политропы необходимо наряду с узловыми точками нанести несколько промежуточных точек графиков и соединить их плавными линиями.
Координаты промежуточных точек a, b, c, d адиабатного процесса определяют следующим образом:
.Вычисляют константу уравнения адиабаты PVk=const, с этой целью в левую часть уравнения подставляют известные значения параметров рабочего тела в начальной или конечной точках процесса 1-2 (P1, V1, k или P2, V2, k),
.Преобразуют уравнение адиабаты к следующему виду:
(36)
3.Задают в диапазоне от V1 до V2 с приблизительно равномерным интервалом промежуточные удельные объемы рабочего тела Va, Vb, Vc, Vd.
.Подставляют удельные объемы в формулу (36) и вычисляют соответствующие промежуточные давления Рa, Рb, Рc, Рd. Результаты расчетов сводят в табл. 4
Таблица 4. Параметры точек адиабатного процесса
1аbcd2V, 10-3 м3/кг0,750,6060,4620,3180,1740,03P, МПа0,10,130,190,320,758,4
Аналогичным образом, используя уравнения политропы PVn=const, а также известные параметры рабочего тела в начальной или конечной точках политропного процесса (P4, V4, n или P5, V5, n), вычисляют координаты промежуточных точек e, f, g, h политропы 4-5. Результаты вычислений заносят в табл. 5
Таблица 5. Параметры точек политропного процесса
4Efgh5V, м3/кг0,050,190,330,470,610,75P, МПа13,662,581,30,840,610,47
По результатам расчетов строят теоретический цикл двигателя внутреннего сгорания в P, V - координатах. Масштаб выбирают произвольно.
Полученный график представлен на рис. 1.
Рис. 1. Цикл ДВС со смешанным теплоподводом в P, V-координатах
Цикл в системе координат T-S
Построение начинают с нанесения основных точек цикла 1,2,3,4,5 по координатам T и S, которые должны быть найдены в предыдущем разделе курсовой работы. Затем точки соединяют нужными линиями. График обратимого адиабатного процесса 1-2 в T, S - координатах представляет собой отрезок прямой. Изохоры 2-3 и 5-1, изобара 3-4, а также политропа 4-5 имеют криволинейную форму, они строятся по вспомогательным промежуточным точкам I, j, k, l, m, n, o, p, q, r, s, t, u. Координаты промежуточных точек вычисляют, используя известные зависимости изменения энтропии идеального газа от температуры. Зависимость ?S(T) в изохорном процессе выражают формулой(21), в изобарном - (25), в политропном - (31).
термодинамический рабочий цикл узловой
Результаты расчетов заносятся в табл. 6
Таблица 6. Параметры точек изохорного процесса
2Ijk3T, К8781026,51160,31294,11427,8?S, кДж/(кг К)0,920,10,210,30,35
Аналогичным образом вычисляют координаты промежуточных точек и заполняют сводные таблицы для изобары 3-4 на основании зависимости (25), для политропы 4-5 на основании зависимости (31), для изохоры 5-1 на основании зависимости (21).
Таблица 7. Параметры точек изобарного процесса
3lmn4T, К1427,81665,8751903,852141,8252379,8?S, кДж/(кг К)0,370,160,30,420,53
Таблица 8. Параметры точек политропного процесса
4opq5T, К2379,82090,81801,81512,81224?S, кДж/(кг К)0,530,050,120,20,29
Таблица 8. Параметры точек политропного процесса
5rst1T, К1224983,75743,5503263?S, кДж/(кг К)0,290,090,220,4-1,16
По результатам расчетов строят теоретический цикл двигателя внутреннего сгорания в T, S - координатах. Масштаб выбирают произвольно.
Результаты построения представлены на рис. 2.
Рис. 2. Цикл ДВС со смешанным теплоподводом в Т, S-координатах
Анализ цикла
В данном разделе курсовой работы должны быть определены подводимая и отводимая в цикле теплота Q1 и Q2, работа цикла Lc, термический коэффициент полезного действия рассматриваемого цикла ?t и цикла Карно ?tКАРНО, средние температуры теплоподвода ТА и теплоподвода ТВ, среднее давление цикла Рt. Следует также построить графики зависимостей термического КПД и среднего давления цикла от степени сжатия, степени повышения давления, степени предварительного расширения.
Теплота проводимая к рабочему телу в цикле, кДж/кг:
Q1=Q2-3+Q3-4+Q4-5 (37)
Подводимую теплоту также рассчитывают по формуле:
(38)
Отводимая в цикле теплота, кДж/кг:
Q2=Q5-1(39)
Q2=-723,67 кДж/кг
Отводимую теплоту также находят по формуле:
(40)
Работу цикла определяют как сумму работ изменения объема в отдельных процессах, кДж/кг:
Lc=L1-2+L3-4+L4-5(41)
Следует иметь в виду, что в процессах 3-4 и 4-5 совершается работа расширения, то есть положительная работа сжатия - отрицательная.
Работу цикла так же находят по формуле
(42)
Термический КПД цикла
(43)
Термический КПД цикла также находят по формуле
(44)
Термический КПД цикла Карно в диапазоне температур, совпадающим с рабочим диапазоном температур заданного цикла ДВС:
(45)
Где Тmax и Тmin - максимальная и минимальная температура цикла, К. В данном случае Тmax=Т4, Тmin=Т1
Средняя температура подвода теплоты в цикле, К:
(46)
Средняя температура отвода теплоты в цикле, К:
(47)
Среднее давление цикла, кПа:
(48)
Среднее давление цикла также находят по формуле:
(49)
Величины, найденные по формулам (37), (39), (41), (43), (48) могут лишь незначительно отличаться от аналогичных величин, найденных по формулам (38), (40), (42), (44), (49).
Оценивают влияние степени сжатия ? на термодинамический КПД ?t и сред?/p>