Министерство образования и науки Российской Федерации

Поволжский государственный технологический университет

Кафедра «Транспортно-технологические машины»

Термодинамический анализ идеализированного цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания

Вариант - 335

Выполнил: ст. гр. ЭТМзу-22

Котлов Р.С.

Проверил: к.т.н. Егошин Е.В.

Дата:

Оценка:

Йошкар-Ола

2015

Содержание

ЭТМзу-22 2

1. Исходные данные 3

2. Определение количества рабочего тела, участвующего в осуществлении цикла 3

3. Определение значений параметров состояния рабочего тела в характерных точках цикла 4

4. Проверка правильности вычислений параметров состояния рабочего тела в характерных точках цикла 5

5. Определение параметров идеализированного поршневого ДВС 6

6. Среднее индикаторное давление рабочего тела в цикле 7

7. Индикаторная мощность двигателя 7

8. Определение количества тепловой энергии, сообщаемой рабочему телу в цикле 7

9. Суммарное количество тепловой энергии, подведенной к рабочему телу в цикле 11

10. Количество тепловой энергии, отведенной от рабочего тела в цикле 12

11. Количество тепловой энергии преобразованной в механическую работу за один цикл в одном цилиндре двигателя 12

12. Расчёт параметров двигателя 12

13. Цикловой расход топлива, цикловой расход воздуха и коэффициент избытка воздуха 13

14. Расход топлива двигателем, мощность двигателя и его удельный расход топлива 13

15. Изменение энтропии в термодинамических процессах цикла 14

16. Построение индикаторной и энтропийной (тепловой) диаграмм цикла 15

Список литературы 21

1. Исходные данные

• рабочее тело – воздух;

• p_a = 0,083∙10⁶ Па – начальное давление рабочего тела (точка а, поршень находится в нижней мёртвой точке);

• T_a = 328 К –начальная температура рабочего тела (точка а);

• V_a = 3,6 л – начальный объем рабочего тела (точка а);

• ε = V_a/V_с = 17,5 – степень сжатия рабочего тела (воздуха) в цикле;

• λ = ρ_y/ρ_c = ρ_z/ρ_c = 2,1 – степень повышения давления рабочего тела в изохорном процессе c-y (рис. 1) подвода тепловой энергии к рабочему телу в результате сгорания топлива;

• ρ = V_z/V_с = 1,36 – степень предварительного расширения рабочего тела в изобарном процессе y-z (рис. 1) подвода тепловой энергии при сгорании топлива;

• n₁ = 1,38 – среднее значение показателя политропы сжатия рабочего тела в процессе a-c (рис. 1);

• n₂ = 1,28 – среднее значение показателя политропы расширения рабочего тела в процессе z-b (рис. 1);

• Ω = 2100 об/мин – частота вращения коленчатого вала;

• i = 6 – количество цилиндров в двигателе;

• τ = 4 – число ходов, совершаемых поршнем при осуществлении одного рабочего цикла в цилиндре двигателя (тактность двигателя);

• – универсальная газовая постоянная

2. Определение количества рабочего тела, участвующего в осуществлении цикла

моль

3. Определение значений параметров состояния рабочего тела в характерных точках цикла

3.1. Значения параметров состояния рабочего тела в точке c (в конце политропного процесса сжатия рабочего тела a-c):

Процесс расширения a-c политропный; показатель политропы равен n₁ = 1,38.

Па

м³

К

3.2. Значения параметров состояния рабочего тела в точке y (в конце изохорного процесса подвода тепловой энергии c-y)

Определение параметров состояния в изохорном процессе выполняем по зависимости, используя соотношение для степени повышения давления:

Па

м³

К

3.3. Значения параметров состояния рабочего тела в точке z (в конце изобарного процесса подвода тепловой энергии y-z)

Расчёт параметров состояния в изобарном процессе выполняем по зависимости, используя соотношение для степени предварительного расширения:

м³

Па

К

3.4. Значения параметров состояния рабочего тела в точке b (в конце политропного процесса расширения рабочего тела z-b)

Процесс расширения z-b политропный; показатель политропы равен n₂ = 1,28. Параметры состояния в точке b определяем по уравнениям с использованием соотношений для степени сжатия и для степени предварительного расширения . Из двух последних соотношений следует .

Тогда,

Па

м³

К