3.4 Определение энергетических характеристик цикла г.Т.У. И ее мощности

=1.0795*(850-195.63)=706.39 кДж

=1.0795*(20-397.59)=-407.6 кДж

=706.39-407.6=294.79 кДж

= =(1.292/0.292)*(94000*0.757-752000*0.15)= -184251.589 Дж

=((242.75*1.292)/0.292)*(1123.15-720)=452348.792 Дж

= 452348.79-184251.58=268097.21 Дж

=268097.21/706.39=379.53

=294.79/706.39=0.417

=1-8^{((1-1.292)/1.292)}=0.74

Средний КПД = (379.53+0.417+0.74)/3=380.2

=(268097.21*40)/380.2 = 28205.9137296 Вт= 28.91 МВт

4. Расчет теоретического цикла двс

4.1 Схема рассчитываемого двс и принципиальная схема его термодинамического цикла

Рисунок 2 – Схема устройства и диаграмма рабочего процесса четырехтактного дизельного ДВС: 1 – рабочий цилиндр; 2 – впускной клапан; 3 – форсунка; 4 – выпускной клапан; 5 – поршень; 6 – шатун; 7 – кривошип; 8 - коленвал

4.2 Определение термических параметров состояния узловых точек цикла двс и промежуточных точек для его построения в диаграммах р-V и т-s

1 точка: T₁ = t₁ + 273,15=20+273.15=293.15К P₁=94000 Па V₁ = (R_CM·T₁)/P₁ = (242.75*293.15)/94000 = 0.757м³/кг

2 точка: V₂ = V₁/ε = 0.757/16= 0.047 м³/кг

P₂ = P₁·(V₁/V₂)^k = P₁·ε^k = 94000*16^1.292=3379487.7 Па

T₂ = T₁·(V₁/V₂)^k-1 = T₁·ε^k-1= 293.15*16^1.292-1=658.7К

3 точка: V₃ = V₂=0.047м³/кг

P₃ = P₂·λ = 3379487.7*1.5=5069231.55 Па

Т₃ = Т₂·λ = 658.7*1.5=988.05К

4 точка: P₄ = P₃= 5069231.55 Па

V₄ = V₃·ρ = 0.047*1.5 = 0.07 м³/кг

Т₄ = Т₃·ρ = 988.05*1.5 = 1482.075К

5 точка: V₁ = V₅ = 0.757 м³/кг

P₅ = P₄·(V₄/V₅)^k = 5069231.55*(0.07/0.757)^1.292=232357.13 Па

T₅ = P₅·V₅/R_см =232357.13*(0.757/242.75)=724.59К

Промежуточные точки процесса 1-2

ΔP = (P₂ – P₁)/4 = (3379487.7-94000)/4=821371.925 Па

P₂′ = P₁ + ΔP = 94000+821371.925=915371.925 Па

P₂′′ = P₁ + 2ΔP = 94000+2*821371.925=1736743.85 Па P₂′′′ = P₁ + 3ΔP = 94000+3*821371.925=2558115.775 Па

= 0.757*(915371.925/94000)^-(1/1.292)=0.13м³/кг

=0.757*(1736743.85/94000)^-(1/1.292)=0.079м³/кг

=0.757*(2558115.775/94000)^-(1/1.292)=0.071м³/кг

Промежуточные точки процесса 4-5

ΔP = (P₄ – P₅)/4=(5069231.55-232357.13)/4=1209218.605 Па

P₅′ = P₄ – ΔP = 5069231.55-1209218.605=3860012.945 Па

P₅′′ = P₄ – 2ΔP = 5069231.55-2*1209218.605=2650794.34 Па

P₅′′′ = P₄ – 3ΔP = 5069231.55-3*1209218.605=1441575.735 Па

=0.07*(3860012.945/5069231.55)^-(1/1.292)=0.086м³/кг

=0.07*(2650794.34/5069231.55)^-(1/1.292)=0.115м³/кг

=0.07*(1441575.735/5069231.55)^-(1/1.292)=0.185м³/кг

4.3 Определение значений температур и энтропий промежуточных точек для построения цикла двс

1 точка: =

=1079.5*ln(293.15/273.15)+242.75*ln(94000/101325)=94.49 Дж/(кг*К)

2 точка: S₁ = S₂ = 94.49 Дж/(кг*К)

3 точка: = 94.49+0.835*ln(988.05/658.7)= =96.58 Дж/(кг*К)

4 точка: =

=96.58+1079.5*ln(988.05/1482.075)=1823.78 Дж/(кг*К)

5 точка: S₅ = S₄. = 1823.78 Дж/(кг*К)

Промежуточные точки 2-3

ΔT = (T₃ – T₂)/4 = (1140.3-633.5)/4=126.7К

T₃′ = T₂ + ΔT = 658.7+82.3375=741.0375К

T₃′′ = T₂ + 2ΔT = 658.7+2*82.3375=823.375К

T₃′′′ = T₂ + 3ΔT = 658.7+2*82.3375=905.7125К

=94.49+0.835*ln(741.04/658.7)=96.26 Дж/(кг*К)

=

= 94.49+0.835*ln(823.4/658.7)=96.37 Дж/(кг*К)

=

= 94.49+0.835*ln(905.7/658.7)=96.47 Дж/(кг*К)

Промежуточные точки процесса 3-4

ΔT = (T₄ – T₃)/4 = (1482.075-988.05)/4=123.50625К

T₄′ = T₃ + ΔT = 988.05+123.50625=1111.55625К

T₄′′ = T₃ + 2ΔT=988.05+2*123.50625=1235.0625К

T₄′′′ = T₃ + 3ΔT = 988.05+3*123.50625=1358.56875К

= =96.58+1079.5*ln(1111.55/988.05)=2390.51 Дж/(кг*К)

= =96.58+1079.5*ln(1235.06/988.05)=2525.45 Дж/(кг*К)

= =96.58+1079.5*ln(1358.56/988.05)=2660.38 Дж/(кг*К)

Промежуточные точки процесса 5-1

ΔT = (T₅ – T₁)/4 = (724.59-293.15)/4 = 107.86К

T₁′ = T₅ – ΔT = 724.59-107.86=616.73К

T₁′′ = T₅ – 2ΔT = 724.59-2*107.86=508.87К

T₁′′′ = T₅ – 3ΔT = 724.59-3*107.86=401.01К

=

=95.82+0.835*ln(616.73/724.59)=97.36 Дж/(кг*К)

=

=95.82+0.835*ln(508.87/724.59)=97.24 Дж/(кг*К)

=

=95.82+0.835*ln(401.01/724.59)=97.12 Дж/(кг*К)