Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Воронежская государственная лесотехническая академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

4318

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.01.2021

Размер:

931.99 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

t3 T

T 1,047 935,8 725,4 220,3

кДж

;

кг

0,7605 ln

935,8

0,1937

кДж

2 3

;

725,4

кг К

Для проверки правильности вычислений рассчитаем величину i2 3 , вос-

пользовавшись определением энтальпии

i U p ,

и вытекающим из него равенством

i2 3 U 2 3 2 р3 р2 160 0,0586 4,584 3,553 106

Неувязка не превышает десятых долей процента. Проводим расчеты для изобарного процесса 3–4.

C		t4	0,7084		0,00009349			t3	t4	0,7084	0,00009349
								t3	t4

m		t							2
	3								2
0,7861				кДж		;
0,7861						;
				кг С
C pm		tt4 0,9952			0,00009349		t3		t4	0,9952	0,00009349
C pm		tt4 0,9952			0,00009349				2	0,9952	0,00009349
		3							2
		3

10 3 220,4	кДж	.

	кг

662,6 999,7 2

662,8 999,7 2

1,073

кДж

;

кг С

1,073 1272 ,7 935,8 361,5

кДж

;

рm

кг

(

) 4,584 106 10 3 0,0797 0,0586 96,72

кДж

;

3 4

кг

T T 0,7861 1272 ,7 935,8 264,8

кДж

;

кг

361,5

кДж

;

3 4

кг

3 4

1,073 ln

1272,7

0,3299

кДж

рm

935,8

кг К

Для проверки составим выражение первого закона термодинамики

U		q		l		361,5 96,72 264,78	кДж	.
	3 4		3 4		3 4
							кг K

Хорошее совпадение результатов показывает об отсутствии ошибок при вычислениях.

Расчет политропного процесса 4–5 проводим аналогично расчету процесса 1–2:

C							t5				0,7084												0,00009349														t4		t5				0,7084		0,00009349								999,7 389,2
																																					t4		t5														999,7 389,2

		m					t4																																2																	2
0,7733																		кДж							;
0,7733																									;
																	кг С
C							t5				0,9952 0,00009349																									t4			t5				0,9952 0,00009349											999,7 389,2								1,06		кДж		;
C			pm				t5				0,9952 0,00009349																																0,9952 0,00009349																			1,06				;
			pm				t		4																														2																	2								кг С
																																							2																	2								кг С

								C m						t5								1,06


K														t4																	1,371;

								C m						t	4						0,7733
								C m						t	4						0,7733
														t	5
																								K					T T 0,7733															1,27 1,371					662,2 1272,7 176,6														кДж
q		4 5					C										t5				n2																																												;
																	t5				n2
																t4
												m				t4					n2 1									5				4										1,27 1,0																				кг
											R										n2 1											287 10 3												1,27 1,0												кДж								кг
l											R							T						T								287 10 3									1272 ,7 662,2 648,9															кДж				;
l	4 5																	T						T																	1272 ,7 662,2 648,9																			;
	4 5									n2 1												4					5			1,27				1,0																							кг
										n2 1																				1,27				1,0																							кг
U							5				C									t5				T T 0,7733 662,2 1227 ,7 472,1																																	кДж				;
																				t5																																					кДж
																				t4
						4										m				t4							5			4																												кг
i					5				C										t5			T					T 1,06 662,2 1272 ,7 674,1																									кДж						;
																			t5																																	кДж
																			t4
				4										pm					t4					5						4																								кг
																												р5						T5 ln 5																				кг
S					4 5						C									t5	ln										C												0,7733 ln				0,212			1,06 ln									0,8965
																				t5																											0,212												0,8965
																				t4
															m					t4								р4					pm	T4							4				4,584											0,0797
0,1885																		кДж										р4													4				4,584											0,0797
																		кДж								.
																										.
																		кг К
											Проверка расчетов:
U											q									l							176,6 648,9 472,3																			кДж		.
U						4 5					q				4 5					l			4 5				176,6 648,9 472,3																					.
						4 5									4 5								4 5																							кг К
																																														кг К
											Проводим расчет изохорного процесса 5–1:
C							t1				0,7084											0,00009349													t5				t1			0,7084			0,00009349						389,2 30
																																			t5				t1												389,2 30

		m					t																																2																	2
							5																																2																	2
0,728															кДж									;
0,728														кг С										;
														кг С
C								t1			0,9952												0,00009349															t5		t1			0,9952 0,00009349												389,2 30
																																						t5		t1															389,2 30
			pm
			pm					t	5																														2																	2
																																							2																	2

													кДж
1,015													кДж									;
1,015												кг С										;
												кг С

5 1

0,728 303 662,2 261,5

кДж

;

кг

l5 1 0 ;

261,5

кДж

;

5 1

кг

5 1

T T 1,015 303 662,2 364,5

кДж

;

кг

5 1

0,74

303

0,578

кДж

662,2

кг К

Проверку проведем аналогично проверке процесса 2–3

р р

472,3 0,8965 106

10 3 0,097 0,212 369,2

кДж

5 1

кг

4. Вычислим термодинамические характеристики цикла.

		Тепло за цикл
qц	qi q1 2 q2 3		q3 4	q4 5 q5 1 69,46 160,0 361,5 176,6 261,5
367,14 кДж / кг
		Работа за цикл
lц	li l1 2 l2 3 l3 4 l4 5 l5 1 378,8 0 96,72 648,9 0 366,82 кДж/ кг
		Неувязка
		367,14 366,82	100	0,09 %
			100	0,09 %
	366,82

Количество подведенного тепла

q1 q2 3 q3 4 q4 5 160 361,5 176,6 698,1 кДж / кг

Количество отведенного тепла

q2 q1 2 q5 1 69,46 265,8 335,26 кДж / кг

Термический коэффициент полезного действия цикла

t lц 366,82 0,525 q1 689,1

Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии за цикл:

Uц	U1 2 U 2 3 U3 4		U 4 5 U5 1 308,7 160 264,8 472,1 261,5
0,1		кДж

		кг
		кг
iц i1 2 i2 3 i3 4 i4 5			i5 1 430,0 220,3 361,3 347,1 361,8 0,2	кДж

				кг
				кг
Sц	S1 2 S2 3 S3 4 S4 5 S5 1 0,1448 0,1937 0,3299 0,1885 0,578

0,01 кДж кг К

Незначительные отклонения величин Uц , iц , Sц от нуля свидетельствуют об отсутствии ошибок при расчетах.

5.Термический КПД идеализированного цикла у которого теплообменом

впроцессах сжатия и расширения пренебрегают вычисляем по формуле, приведенной в [1], принимая в первом приближении К=1,41

	1	1	k 1	1	1	1,29 1,361,41 1	0,657
tu			1 k 1			10,29 1 1,41 1,29 1,36 1
		k 1			15,31,41 1

6. Термический КПД цикла Карно для того же интервала температур

	1	T1	1	303	0,762
tk
	T4			1272 ,7

7. Изображение цикла на р диаграмме не представляет затруднений, так как параметры р и определены ранее для всех характерных точек цикла. Положение этих точек на р диаграмме определяется делением значений соответствующих параметров на величины масштабов по осям координат, которые удобно выбрать следующими:

0,01	м3	,	0,05	мПа	.

	кг мм			мм

Точки 2 и 3, 3 и 4, 5 и 1 соединены прямыми линиями, линии экспонент политропных процессов 1–2 и 4–5 проводим по дополнительно построенным 3 точкам.

Чтобы построить T-S диаграмму, необходимо сначала вычислить значения энтропии для каждой характерной точки цикла. Энтропию в точке 1 вычислим по формуле [1]

														S	1	C			pm		t1 ln				T1			R ln					р1		,
																									T1								р1

																					t	0		T0									р0
					где Т0 273 К,									р0 0,1013						мПа – параметры воздуха при нормальных
условиях.
C		pm		t1 0,9952 0,00009349 t 0,9952 0,00009349																													30 0,998				кДж
																																					кДж

				t	0																																кг К
где t						t0 t1			.
где t									.
							2
												303					0,097														кДж
S1			0,998 ln										0.287 ln											0,1165
S1			0,998 ln										0.287 ln											0,1165								К
												273					0,1013														кг	К
Далее вычисляем:
S			S					S				0,1448 0,1165 0,0283															кДж
S	2		S				1 2	S		1		0,1448 0,1165 0,0283
	2						1 2			1																		кг К
																												кг К
S			S					S				0,1937		0,0283			0,1654								кДж
S	3		S				2 3	S			2	0,1937		0,0283			0,1654								кг К
	3						2 3				2

S			S					S				0,3299		0,1654			0,6607								кДж
S	4		S				3 4	S			3	0,3299		0,1654			0,6607								кг К
	4						3 4				3

S			S					S				0,1885		0,6607			0,8492								кДж
S	5		S				4 5	S			4	0,1885		0,6607			0,8492								кг К
	5						4 5				4

					Задаваясь масштабами															10			К			,				0,01				кДж		К	наносим харак-
					Задаваясь масштабами													Т		10						,			S	0,01							наносим харак-
																		Т					мм						S						кг мм
																							мм												кг мм

терные точки на T-S диаграмме. Точки 2 и 3, 3 и 4, 5 и 1 соединяем отрезками экспонент. Линии политропных процессов 1–2 и 4–5 условно проводим прямыми.

8. Чтобы определить коэффициент заполнения цикла, находим площадь исследуемого цикла на T-S диаграмме

								26
		Р- диаграмма											T-S диаграмма

р,								Т, К
МПа								Т, К


														4
								1200
4,0	3		4


													3



								1000
								1000
3,0
3,0		2							800
		2


2,0											2	5
2,0									600		2

					5
					5
1,0									400
1,0
					1
0		0,2 0,4 0,6 0,8			1	v, м3/кг			200				1




									0
									0
										-0,2		0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 S,			кДж
										-0,2		0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 S,			кг К
															кг К
F 44,2 см2
ц
Площадь цикла Карно: F 87,12 см2
				к
Коэффициент заполнения цикла:							К	Fц		44,2		0,507
Коэффициент заполнения цикла:							К	Fк		87,12		0,507
								Fк		87,12

9. Среднеинтегральную температуру процесса отвода тепла вычислим по фор-

муле [I]:	q5 1	265,8 459,9 К

инт	S5 1	0,578

Результаты расчетов сводим в табл. № 6

								Таблица 6
	Исходные данные и результаты расчетов.

Наименование						Значения

		р, МПа	,		м3	Т, К	t, C	S,		кДж
		р, МПа	,		кг	Т, К	t, C	S,		кг К
					кг					кг К

Параметры то-	1	0,097	0,8965			303,0	30	0,1165

	2	3,553	0,0586			725,4	452,4	– 0,0283
чек	2	3,553	0,0586			725,4	452,4	– 0,0283

	3	4,584	0,0586			935,8	662,8	0,1654
	3	4,584	0,0586			935,8	662,8	0,1654

	4	4,584	0,0797			1272,7	999,7	0,6607

	5	0,212	0,8965			662,2	389,3	0,8492

		q		l		U	i		S

	1–2	– 69,46	– 378,8			308,7	430,0	– 0,1448
Характеристики
Характеристики	2–3	160		0		160	220,3	0,1937
процессов
процессов	3–4	361,5	96,72			264,8	361,5	0,3299

	4–5	176,6	648,9			– 472,1	– 647,1	0,1885

	5–1	– 261,5		0		– 261,5	– 364,5	– 0,578

Суммы		367,14	366,82			– 0,1	– 0,2		– 0,01

Термический к.п.д.		t				0,525
цикла		t				0,525
цикла
Термический к.п.д.		tu
идеализированного		tu				0,657
цикла
Коэффициент запол-		tk				0,762
нения		tk				0,762
нения
Среднеинтегральная		Tинт , К
температура процес-		Tинт , К				459,9
са отвода тепла

Указания к выполнению задания № 2

Одним из главных условий, определяющих нормальную работу двигателей, является обеспечение их оптимального теплового состояния, т.е. такое температурное состояние детали цилиндровой и поршневой групп, которое отвечает наивыгоднейшему сочетанию теплового процесса, высокой надежности и износостойкости деталей двигателя.

Достаточно стабильная и равномерная температура деталей двигателя обеспечивается их конструкцией и условиями охлаждения, а также условиями протекания рабочего процесса, при выборе которых по возможности необходимо снизить тепловое состояние. Кроме того, нормальная работа двигателя возможна в том случае, когда независимо от режима работы поддерживается оптимальная температура, отвечающая наилучшему протеканию физикохимических процессов окисления топлива.

Преимущественное влияние на распределение температур в поршнях, стенках головок и цилиндров оказывает система жидкостного охлаждения. Поэтому при создании новых и формировании существующих автотракторных двигателей, особенно важным является выбор рациональной конструкции системы жидкостного охлаждения.

Главным вопросом, который необходимо решать при выборе системы жидкостного охлаждения, является тепловой расчет радиатора, так как на основании последнего принимается конструктивное оптимальное решение.

Настоящая курсовая работа является заключительной частью курса «Транспортная энергетика» и поэтому ставит своей целью практическое применение знаний, полученных студентами, для решения конкретных инженерных задач.

Методическое руководство к курсовой работе по транспортной энергетике состоит из методических указаний к ее выполнению и вариантов заданий. Кроме того, оно имеет приложение в виде таблиц, содержащих необходимые данные для расчетов.

Методическое руководство составлено на основании программы по курсу «Транспортная энергетика».

Общие методические указания к заданию № 2

Курсовая работа по транспортной энергетике выполняется каждым студентом 2 и 3 курса специальности 190702 – Организация и безопасность движения. Прежде, чем приступить к выполнению своего задания необходимо повторить следующие разделы курса: «Теплоемкость», «Расчет процессов горения топлива», «Тепловой баланс и показатели экономичности работы двигателя внутреннего сгорания», «Основы расчета теплообменных аппаратов».

Выполняя работу, необходимо строго придерживаться своего варианта, номер которого соответствует двум последним цифрам. Например, при цифре 77814 (последние две цифры –14) студент выполняет 14 вариант задания, для которого в таблице № 1 приложения указаны исходные данные. В таблицах № 2 и № 3 приложения по последней цифре шифра выбираются недостающие данные для выполнения задания № 2.

Работа, исходные данные которой не соответствуют заданию студента, не рассматриваются, и не возвращаются.

Все операции по вычислениям должны сопровождаться короткими, но в тоже время исчерпывающими объяснениями, ссылками (если это необходимо) на литературный источник. При выполнении задания необходимо придерживаться принятой в современной литературе Международной системы единиц (СИ).

Курсовая работа состоит из двух разделов: расчет составляющих теплового баланса двигателя и расчет поверхности жидкостного радиатора.

Пояснительная записка должна быть выполнена собственноручно, аккуратно и разборчиво, без ошибок на листах бумаги формата А4. Титульный лист оформляется в соответствии с образцом, приведенным в приложении к методическому руководству.

Выполненная работа сдается или высылается по почте в деканат заочного отделения. Оценка работы производится в процессе защиты.

Порядок выполнения задания № 2

Сущность курсовой работы состоит в том, чтобы по заданным параметрам конкретного теплового двигателя рассчитать составляющие теплового баланса,

а затем, на основании полученных данных определить поверхность жидкостного радиатора, который обеспечил бы его нормальный тепловой режим.

На первой странице курсовой работы необходимо формулировать задание по форме:

Пример:

Выполнить расчет теплового баланса четырехтактного карбюраторного двигателя внутреннего сгорания и определить необходимую поверхность жидкостного радиатора по следующим исходным данным:

ШИФР _______ ________

Марка двигателя…………………………………………ЗМ3977 Мощность…………………………………………………55 кВт Эффективный кпд………………………………………...0,29

Рекомендуемое топливо………………………………….А72 Охлаждающая жидкость………………………………….вода Элементарный состав топлива…………………………...С-85,1

H-14,88 Сера-0,02

Низшая теплотворность топлива……………………….44000 кДж/кг Температура жидкости на входе в радиатор…………..85 ºС Температура жидкости на выходе из радиатора………75 ºС Температура воздуха на входе в радиатор……………..45 ºС Температура воздуха на выходе из радиатора…………55 ºС

Удельный эффективный расход топлива……………….0,31	кг

	кВт ч

Расчет составляющих теплового баланса двигателя

Здесь необходимо дать определение теплового баланса и записать его в виде формулы:

Q p Q	Q	Q	Q	Q	(1)
p e	охл	г	нс	ост

где Qрр – располагаемое тепло, выделенное при сгорании рабочей массы

топлива в двигателе на номинальном режиме, кДж ;

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
08.01.2021926.78 Кб74310.pdf
#
08.01.2021926.83 Кб24311.pdf
#
08.01.2021927.71 Кб14314.pdf
#
08.01.2021928.26 Кб14315.pdf
#
08.01.2021929.42 Кб44317.pdf
#
08.01.2021931.99 Кб14318.pdf
#
08.01.2021932.31 Кб14319.pdf
#
08.01.2021197.37 Кб0432.pdf
#
08.01.2021933.05 Кб14320.pdf
#
08.01.2021934.17 Кб24321.pdf
#
08.01.2021934.46 Кб14322.pdf