Розрахунк графічної роботи №2

“Розрахунково – графічне дослідження теоретичного циклу

двигуна внутрішнього згоряння”.

Дано:

р₁= 0,1 МПа – початковий тиск робочого тіла;

t₁,-25= ^оС – початкова температура робочого тіла;

ε = 14– ступінь стиску робочого тіла в двигуні;

λ = 1,9 – ступінь підвищення тиску робочого тіла в процесі підводу теплоти;

ρ = 1,6 – ступінь попереднього розширення робочого тіла;

D = 105 мм – діаметр циліндра;

S = 120мм – хід поршня;

z = 2 – 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:

С_Pm = 1,015 кДж/кг∙К; С_Vm = 0,725 кДж/кг∙К; к = 1,4; R = 287 Дж/кг∙К;

Н_u = 43,0 МДж/кг – нижча теплота згоряння палива.

Рішення.

1. Параметри робочого тіла в характерних точках циклу.

1.1 Параметри робочого тіла в точці 1 (на початку процесу стиснення):

Р₁=0,1МПа, (кг/см² ) – задано за умовою;

Т₁=248 К, (^оС ) – задано за умовою;

υ₁ = ; υ₁ = .

1.2. Параметри робочого тіла в точці 2 (в кінці процесу стиснення):

р₂ = р₁ ∙ ε^к, МПа; р₂ = 0,1∙10⁶ ·14^1,4 =4,03 МПа;

Т₂ = Т₁ ∙ ε^к–1 ,К; Т₂ = 248 ∙ 14^1,4–1=713 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):

р_3´ = р₂ ∙ λ, МПа; р_3´ = 4,03∙10⁶·1,9=7,66 МПа;

Т_3´ = Т₂ ∙ λ, К; Т_3´ = 713∙1,9=1354,7 К;

υ_3´ = υ₂ , ; υ_3´ = 0,05 .

1.4. Параметри робочого тіла в точці 3 для дизельного двигуна (в кінці процесу підведення теплоти):

= , МПа; = 7,66 ∙10⁶ МПа;

Т₃ = Т_3′∙∙ ρ, К; Т₃ = 1354,7*1,6 = 2167,5 К;

υ₃ = υ_3′ ∙ρ, ; υ4 = 0,05 ∙1,6 = 0,08 .

1.5. Параметри робочого тіла в точці 4 (в процесі розширення).

р₄ = р₃∙ , МПа; МПа;

Т₄ = Т₃∙ , К; Т₄ =2167,5∙ К;

υ₄ = υ₁ , ; υ₄ = 0,71 .

2. Робота та кількість теплоти в процесах, які складають цикл.

2.1. Робота:

а) в процесі адіабатного стиснення робочого тіла:

б) в процесі ізохорного підводу тепла:

;

в) в процесі ізобарного підводу тепла:

г) в процесі адіабатного розширення:

д) в процесі ізохорного відводу тепла:

;

2.2. Кількість тепла:

а) в процесі адіабатного стиснення:

;

б) в процесі ізохорного підводу тепла:

;

де q₁ ^І– для дизельного двигуна,

в) в процесі ізобарного підводу тепла:

;

де q₁ – для дизельного двигуна.

;

г) в процесі адіабатного розширення:

;

д) в процесі ізохорного відводу тепла:

;

.

3. Робота і термічний ккд циклу.

3.1. Робота циклу

,

де n – кількість процесів, які складають цикл.

.

3.2. Кількість теплоти, яка корисно використана в циклі.

;

.

Перевірка: ℓ_о = q_о, ; 683,47≠690,58

Похибка розрахунку:

Δ = ‹ 5%.

1. Термічний ККД циклу: η_t=1– ,

де для дизельного двигуна q₁ = q_1′ + q_1′′ , ;

η_t = 1 – ;

q₁= 1054,51 .

Перевірка: η_t = 1− ;