- •Методика расчета термодинамического цикла поршневого двс
- •1. Исходные данные
- •4.2. Определение значений параметров рабочего тела
- •4.3. Построение индикаторной диаграммы термодинамического цикла
- •4.3.1. Выбор масштабов построения диаграммы
- •4.3.2. Определение координат характерных точек цикла
- •4.4. Определение энергетических характеристик цикла
- •4.5.2. Исследование влияния на кпд цикла степени повышения давления
- •4.5.3. Исследование влияния на кпд цикла степени предварительного расширения
Методика расчета термодинамического цикла поршневого двс
1. Исходные данные
Цикл двигателя– с подводом теплоты в изохорно - изобарном процессе.
Давление рабочего телав исходной точкеа цикла (рис. 2.5) –p= 0,085 МПа.
Температура рабочего телав исходной точкеа–Т= 340 К.
Степень сжатия–= 21,0.
Степень повышения давления рабочего телав изохорном процессе подвода теплоты – = 1,9.
Степень предварительного расширения рабочеготела в изобарном процессе подвода теплоты к рабочему телу –= 1,42.
Средний показатель адиабатыпроцессов сжатия и расширения –k = 1,36;
Универсальная газовая постояннаяR = 297 Дж/(кг· К).
4.2. Определение значений параметров рабочего тела
в характерных точках цикла
4.2.1. Удельный объем рабочего тела в точке а:
== … м/кг;
4.2.2. Параметры рабочего тела в точке с:
v= v/ = … м/кг;
= … Па;
= … К.
4.2.3. Параметры рабочего тела в точке z':
v= v = … м/кг;
= …. 10 Па;
… К.
4.2.4. Параметры рабочего тела в точке z:
v=v= … м/кг;
= … Па;
= … К.
4.2.5. Параметры рабочего тела в точке b:
v= v= … м;
= …Па;
= …= 1040 К.
Проверим, используя уравнение состояния идеального газа, правильность вычислений параметров рабочего тела в характерных точках цикла:
====R.
R== … Дж /(кг ∙K);
R= = … Дж /(кг ∙K);
R= = … Дж /(кг ∙K);
R= = … Дж /(кг ∙K);
Результаты показывают, что погрешность определения газовой постоянной составляет не более 1%, что подтверждает правильность произведенных вычислений.
Результаты определения параметров в характерных точках цикла заносим в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Параметры |
Значение параметров в характерных точках цикла | ||||||
Наименование |
Обозначение |
Размерность |
a |
c |
z' |
z |
b |
Давление |
p |
10Па |
|
|
|
|
|
Уд. объем |
v |
10м/кг |
|
|
|
|
|
Температура |
T |
K |
|
|
|
|
|
4.3. Построение индикаторной диаграммы термодинамического цикла
Индикаторная диаграмма цикла строится на миллиметровой бумаге формата А4. Её следует строить таким образом, чтобы считывание информации происходило с минимальной погрешностью.
Диаграмма строится в координатах давление – удельный объем (p – v). На оси ординат откладываются значения давления, а на оси абсцисс – значения удельного объема.
4.3.1. Выбор масштабов построения диаграммы
При выборе масштаба давления mвдоль оси ординат можно руководствоваться следующими соображениями:
– если максимальное давление цикла p< 5,0 ∙ 10Па, то масштаб давления принимается равнымm= 20 ∙ 10…30 ∙ 10
Па / мм;
– если максимальное давление цикла p≥ 5,0 ∙ 10Па, то масштаб давления принимается равнымm= 40 ∙ 10…50 ∙ 10
Па / мм.
Так как в рассматриваемом цикле максимальное давление рабочего тела равно p= p = p= 10,15 ∙ 10Па, то масштаб давлений принимается равнымm= 50 ∙ 10Па / мм.
Масштаб по оси удельных объемов mвыбирают таким образом, чтобы основание графика индикаторной диаграммы находилось в диапазоне 100…150 мм.
Максимальный удельный объем рабочего тела v= v= 1,188 м/кг. Длину основания диаграммы выбираем равнойH= 120 мм. Тогда масштаб диаграммы вдоль оси удельных объемов будет равен
m= v/ H = v / H= 1,188 / 120 = 0, 01 м/ (кг ∙ мм).