3.6. Указания к выполнению задания

При выполнении первого задания по известным исходным данным необходимо рассчитать параметры в узловых точках идеального цикла и осуществить анализ энергетики цикла с определением количеств подведенного и отведенного тепла, полезной работы цикла, термического КПД, выраженного через степень сжатия, степень повышения давления l и степень предварительного расширения r. Эта часть работы должна быть выполнена обучающимся обычным ручным счетом с использованием калькулятора по зависимостям, представленным в теоретической части, причем параметры состояния должны быть представлены через начальные параметры рабочего тела. В дальнейшем, для более точного построенияи-диаграмм необходимо воспользоваться программой термодинамического расчета циклов ДВС, написанной в средеMathCAD. Использование данной программы позволит, не проводя дополнительных расчетов параметров в промежуточных точках процессов, по заданным начальным данным в автоматическом режиме построить необходимые диаграммы, которые необходимо либо перерисовать, либо распечатать на принтере. На следующем этапе необходимо оценить влияние величины параметров цикла и теплофизических свойств рабочего тела () на степень его термодинамического совершенства – термический КПД. Для этого следует опять обратится к программе термодинамического расчета циклов ДВС, которая по заданным начальным данным строит необходимые графические зависимости

.

При выполнении второго задания обучающимся нужно рассчитать необратимый цикл ДВС, с учетом того, что процессы сжатия 1-2¢ и расширения 4-5¢ осуществляются по политропам. Вначале необходимо определить параметры рабочего тела в узловых точках цикла, а затем провести анализ энергетики необратимого цикла. При выполнении этого анализа требуется для каждого процесса, входящего в цикл, определить изменение внутренней энергии, работу процесса, количество отведенной или подведенной теплоты и потери эксергии. Затем, используя полученные данные, определяется эксергия рабочего тела в узловых точках цикла. Заканчивается энергетический анализ расчетом полезной работы цикла, количества подведенной и отведенной теплоты в цикле, термического и эксергетического КПД,внутренних относительных КПД процессов сжатия и расширения. Все расчеты должны выполняться ручным счетом с использованием калькулятора, причем параметры состояния должны быть представлены через начальные параметры рабочего тела. При расчете эксергии и её потерь считать, что начальные параметры рабочего тела в цикле равны параметрам окружающей среды (т. е. T_о.с = T₁ и p_о.с = p₁), отработавшее рабочее тело (соответствует точке 5 диаграммы) отводится из цилиндра в атмосферу, совершая при этом полностью необратимое охлаждение до температуры окружающей среды, а точка 1 соответствует состоянию свежей порции рабочего тела, поступившего из атмосферы в цилиндр.

Также как и в первом задании, построение и-диаграмм необратимого цикла необходимо выполнять с помощью программы термодинамического расчета циклов ДВС, написанной в средеMathCAD. При этом в исходных данных программы необходимо изменить значения показателей политропы процессов сжатия 1-2¢ и расширения 4-5¢ со значения 1,4, использованного для расчета идеального цикла, на значение, выбранное в соответствии с заданным вариантом.

По результатам расчета необратимого цикла в масштабе строится эксергетическая диаграмма, отражающая изменение эксергии рабочего тела в процессе совершения им необратимого цикла ДВС.

Вся работа должна иметь в качестве замыкающего раздела заключение, содержащее конкретные выводы по проделанной работе и сравнительный анализ идеального и необратимого циклов ДВС.