Промежуточные точки для адиабаты 3-4

0,8	0,361
0.4	0,888

По найденным точкам достраиваем pV – диаграмму (рис.1.)

Рис.1. PV – диаграмма

Для построения тепловой TS – диаграммы сначала изображаем значения в характерных точках (по таблице №2).

Найдём значения энтропии по формуле:

, где V_Н = 0,773 и Т_Н=273⁰ К – нормальные условия.

1-2 – процесс адиабатного сжатия:

, ,

2-3 – процесс изобарного подвода теплоты:

, ,

3-4 – процесс адиабатного расширения:

, ,

4-1 – процесс изохорного отвода теплоты:

, ,

,

,

,

Т (К)	S (Дж/кг∙К)
320	209,7
596	209,7
1788	1574,55
957,8	1574,55
624	4839,99
1310	7448,11

По найденным точкам строим TS–диаграмму (рис. 2).

Рис.2. TS – диаграмма

2.РаСчёт цикла с подводом к газу количества теплоты в изобарном процессе (задание 1)

2.1. Наименование и цель работы

Идеальный цикл с подводом теплоты при постоянном давлении носит название цикла Дизеля.

Это цикл компрессорных дизелей – ДВС тяжёлого топлива (дизельного, солярного и др.) с внутренним смесеобразованием и самовоспламенением горючего от сжатого до высокой температуры воздуха. Горючее распыляется воздухом, подаваемым в цилиндр компрессором. Из-за больших габаритов и веcа компрессорные дизели применяются на судах и в качестве стационарных установок электростанций.

Рис. 2. Рабочая и тепловая диаграммы цикла Дизеля

Рис.1. Цикл Дизеля. Рабочая (p-v) и тепловая (T-s) диаграммы.

(1-2 – адиабатное сжатие, 2-3 – изобарный подвод теплоты,

3-4 – адиабатное расширение, 4-1 – изохорный отвод теплоты)

2.2. Исходные данные

Таблица 1.

Исходные данные для расчётов

№ вар.	цикл	р1, МПА	Т1, К	к	ε	ρ	λ
6	P = const	0,09	430	1,2	10	2	-

2.3. Расчёт параметров цикла

Основными характеристиками рассматриваемого цикла являются степень сжатия ε = и степень предварительного сжатия ρ = .

Параметры цикла определяются в характерных точках 1, 2, 3, 4, используя основные характеристики данного цикла, соотношения параметров в процессах 1 – 2 и 3 – 4, а также уравнение состояния идеального газа

; (2.1)

где R = 8,314 - универсальная газовая постоянная ;

Рассмотрим определение объёмов, давлений, температур в точках 1,2,3,4.

• Определим параметры точки 1:

По формуле 2.1

; (2.2)

где p₁ – давление в точке 1, [Па]; T₁ – температура в точке 1, [К]; v₁ – удельный объём в точке 1, [м³/кг]; М – молярная масса воздуха, [кг/моль];

Из формулы 2.2 можем найти объём V₁ в данной точке

= ; (2.3)

Подставив значения R, T₁ и p₁ в формулу 2.3, получим

;

• Определим параметры точки 2:

Объём находим по формуле

; (2.4)

где ε = 10 – степень сжатия.

Подставив значения v₁ и ε, получим

;

Давление в точке 2 выразим из формулы

; (2.5)

; [Па] (2.6)

где k = 1,2 – показатель адиабаты.

Тогда

;

Температура в точке 2:

; [K] (2.7)

где v₂ и p₂ – параметры точки 2;

Подставив значения R, v₂ и p₂ в формулу (2.7), получим

;

• Определим параметры точки 3.

Давление в точке 3:

; (2.8)

или учитывая зависимости, определяющие параметры в точке 1.

р₃ = р₂ ; (2.9)

р₃ = 1,426МПа;

Объем в точке 3:

V3 = V2 · ρ = 0,137 · 2 = 0,274 м3/кг

Температуру в точке 3:

ρ

Тогда .

• Определим параметры точки 4.

Объём в точке 4

;

Температура в точке 4

; [K] (2.10)

где k = 1,2 – показатель адиабаты.

Тогда

.

Давление в точке 4:

; [Па] (2.11)

где T₄ – температура в точке 4, (К);

v₄ – объём в точке 4, (м³/кг).

Тогда

;

Все рассчитанные и исходные параметры заносим в таблицу 2.

Таблица 2

Значения параметров точек

№ п/п	р, Па·106	Т, К	V, м3/кг
1	0,09	430	1,370
2	1,426	681	0,137
3	1,426	1362	0,274
4	0,21	987	1,370