Контрольные вопросы

1. В чем состоит идеализация идеальных термодинамических от действительных циклов тепловых машин?

2. Какова классификация двигателей внутреннего сгорания?

3. Как осуществляется и выглядит в p, V- и T, S-диаграммах действительный цикл ДВС с изохорным подводом тепла?

4. Как выглядят идеализированный цикл ДВС с подводом теплоты при в p, V- и T, S-диаграммах, термический КПД цикла?

5. Дать описание цикла ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении и сравнить его циклом, где подводится теплота в изохорном процессе.

6. Чем вызвано создание ДВС со смешанным подводом теплоты, изобразите цикл в p, V- и T, S-диаграммах?

7. Сравнить цикл с подводом теплоты при и при разных степенях сжатия и одинаковых максимальных температурах, пользуясь методом сравнения площадей и методом среднеинтегральных температур.

Задачи

Задача 1. Для идеального цикла поршневого двигателя с подводом теплоты при (рис. 53) определить параметры основных точек, полезную удельную работу, удельное количество подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла, среднее индикаторное давление, если известны p₁ = 0,1 МПа, Т₁ = 320 K, степень сжатия  = 4, степень повышения давления  = 4. Рабочее тело – воздух с удельной газовой постоянной , показатель адиабаты Теплоемкость рабочего тела принять постоянной.

Решение

Параметры точки 1:

- давление p₁ = 0,1 МПа;

- температура Т₁ = 320 K;

- объем

Параметры точки 2:

- объем

- давление

- температура

Параметры точки 3:

- объем

- давление

- температура

Параметры точки 4:

- объем

- температура

- давление

Удельная работа расширения:

.

Удельная работа сжатия:

.

Полезная удельная работа: .

Удельное количество подведенной теплоты:

Удельное количество отведенной теплоты:

Полезно использованное удельное количество теплоты:

Термический КПД цикла: .

Среднее индикаторное давление:

Задача 2. В цикле поршневого двигателя со смешанным подводом теплоты (рис. 56) начальное давление p₁ = 0,1 МПа, начальная температура Т₁ = 300 K, степень сжатия  = 12,7, степень повышения давления степень предварительного расширения Рабочее тело – воздух с удельной газовой постоянной , показатель адиабаты k = 1,4, удельную теплоемкость, рабочего тела принять постоянной . Определить параметры в характерных точках цикла, работу расширения и сжатия и полезную, удельное количество подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла, термический КПД цикла Карно по условию задачи, среднее индикаторное давление.

Решение

Параметры точки 1:

- давление

- температура

- объем

Параметры точки 2:

- объем

- температура

- давление

Параметры точки 3:

- объем

- давление

- температура

Параметры точки 4:

- объем

- температура

- давление

Параметры точки 5:

- объем

- температура

- давление

Удельная работа расширения:

Удельная работа сжатия:

.

Полезная удельная работа: .

Удельное количество подведенной теплоты:

,

.

Удельное количество отведенной теплоты:

.

Полезно использованное удельное количество теплоты:

.

Термический КПД цикла:

.

Термический КПД цикла Карно, по условию задачи

.

Среднее индикаторное давление:

Задача 3. Определить эффективную мощность и удельный эффективный расход топлива восьмицилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если среднее индикаторное давление степень сжатия объем камеры сгорания угловая скорость вращения коленчатого вала механический КПД и расход топлива

Решение

Среднее эффективное давление:

Рабочий объем цилиндра:

Частота вращения коленчатого вала: .

Эффективная мощность двигателя:

Задача 4. Определить удельный индикаторный расход топлива шестицилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя, если диаметр цилиндра ход поршня частота вращения коленчатого вала расход топлива Индицированием двигателя получена индикаторная диаграмма полезной площадью длиной при масштабе давлений

Решение

Среднее индикаторное давление:

Рабочий объем цилиндра:

Эффективная мощность двигателя:

Удельный индикаторный расход топлива:

Задача 5. Определить количество теплоты, введенной в четырехцилиндровый четырехтактный дизельный двигатель, если среднее эффективное давление диаметр цилиндра ход поршня средняя скорость поршня низшая теплота сгорания топлива и удельный эффективный расход топлива

Решение

Рабочий объем цилиндра:

Частота вращения коленчатого вала: .

Индикаторная мощность двигателя:

Расход топлива:

Количество теплоты, введенной в двигатель: