4. Сравнение циклов двс

Сравним идеальные циклы ДВС при и смешанном цикле. Термодинамическая эффективность циклов зависит от условий их осуществления. В одних условиях эффективен один цикл, в других – другой. При анализе и сопоставлении между собой различных термодинамических циклов наибольший интерес представляют их экономичность и значение термодинамического КПД. Чем выше значение ηt, тем более благоприятны исходные условия для обеспечения высокой экономичности соответствующей реальной теплоэнергетической машины – теплового двигателя. В нашем случае термодинамический КПД больше при смешанном цикле (ηt=62%). Следовательно, наиболее экономичен данный цикл.

5. Расчёт цикла с подводом к газу количества теплоты в изобарном процессе (задание 2)

5.1. Исходные данные

Таблица 1.

Исходные данные для расчётов

№ вар.	цикл	р1, МПА	Т1, К	к	ε	ρ	λ
6	p = const	0,1	420	1,4	15,0	1,5	-

5.2. 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

; (5.1)

где R = 8,314 - универсальная газовая постоянная ;

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

• Определим параметры точки 1:

По формуле 5.1

; (5.2)

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 5.2 можем найти объём V₁ в данной точке

= ; (5.3)

Подставив значения R, T₁ и p₁ в формулу 5.3, получим

;

• Определим параметры точки 2:

Объём находим по формуле

; (5.4)

где ε = 15,0 – степень сжатия.

Подставив значения v₁ и ε, получим

;

Давление в точке 2 выразим из формулы

; (5.5)

; [Па] (5.6)

где k = 1,4 – показатель адиабаты.

Тогда

;

Температура в точке 2:

; [K] (5.7)

где v₂ и p₂ – параметры точки 2;

Подставив значения R, v₂ и p₂ в формулу (5.7), получим

;

• Определим параметры точки 3.

Объём в точке 3:

; (5.8)

где ρ = 1,5 – степень расширения.

Тогда

;

Температура в точке 3:

; [K] (5.9)

;

Давление в точке 3:

;

так как происходит изобарное расширение.

• Определим параметры точки 4.

Объём в точке 4

;

Температура в точке 4:

; [K] (5.10)

где k = 1,4 – показатель адиабаты.

Тогда

.

Давление в точке 4:

; [Па] (5.11)

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

№	pi, МПа	Тi, K	vi, м3/кг
1	0,1	420	1,204
2	4,431	1236	0,08
3	4,431	1854	0,12
4	0,175	737	1,204