Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

РГР / РГР 1 82

.doc
Скачиваний:
51
Добавлен:
27.05.2019
Размер:
158.21 Кб
Скачать

1 ЗАДАНИЕ НА РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКУЮ РАБОТУ

Таблица 1 – Таблица исходных данных

Наименование

цикла тепловой

машины

р1,

МПа

t1,

С

Ср,

кДж

кгК

Сv,

кДж

кгК

R,

Дж

кгК

к

Двигатель внутреннего сгорания с

подводом теплоты при v=const

0,13

40

9,5

1,9

1,16

0,86

301

1,36

Объем выполняемой работы

В расчетно-графической работе предусматривается выполнение следующего объема работ:

1. Показать принципиальную схему и дать краткую характеристику теплового двигателя.

2. Изобразить цикл в координатах p-v и T-s и определить удельный объем, давление и температуру в характерных точках цикла.

3. Определить изменение в процессах цикла внутренней энергии и энтропии, подведенную и отведенную теплоту, полезную работу.

4. Определить термический к.п.д. цикла по формуле:

t=1- (А/ k-1); (1.1)

где - степень сжатия;

k – показатель адиабаты;

Полученное значение к.п.д. сравнить со значением, определенным по формуле:

t=1-(q2/q1); (1.2)

где q1затраченная теплота;

q2 – полезно использованная теплота;

они должны быть одинаковы.

5. Построение цикла двигателя.

1 Принципиальная схема и характеристика теплового двигателя

Горячий источник

теплоты Т1

q1

Рабочее

тело

q2

Холодный источник

теплоты Т2

Рисунок 1 - Принципиальная схема теплового двигателя внутреннего сгорания с подачей тепла при v=const

Краткая характеристика двигателя внутреннего сгорания:

Все тепловые двигатели должны иметь горячий источник теплоты, рабочее тело, совершающее замкнутый процесс – цикл , и холодный источник теплоты . Практически в существующих тепловых двигателях горячими источниками служат химические реакции сжигания топлива или внутриядерные реакции , а в качестве холодного источника используется окружающая среда – атмосфера . В качестве рабочих тел принимаются газы или пары .

2 Изображение цикла в координатах p-V и T-s и определение удельного объема, давления и температуры в характерных точках цикла

Рисунок 2 – Цикл ДВС с подводом теплоты при v=const

Этот цикл состоит из следующих термодинамических процессов:

1-2 – адиабатный процесс сжатия рабочего тела , PVk=const;

2-3 – изохорный подвод теплоты, v=const;

3-4 – адиабатный процесс расширения рабочего тела;

4-1 – изохорный отвода теплоты.

Определение параметров в характерных точках цикла:

Точка 1

Удельный объем находим из характеристического уравнения

1=(RT1)/p1; (3.1)

где R – универсальная газовая постоянная;

T1 – начальная температура;

P1 – давление газа в начале цикла;

1=(301313)/0,1310 6=0,725 м3/кг

Точка 2

Найдем температуру в точке по формуле:

Т21 к-1; (3.2)

тогда

Т2=3139,5 1,36-1=703,92К.

Так как степень сжатия =1/2=9,5, то

2=1/; (3.3)

2=0,725/9,5=0,076 м3/кг.

Давление P2 находим из выражения

; (3.4)

P2 МПа

S1=S2=const

; (3.5)

где Cp – теплоёмкость рабочего тела при постоянном давлении;

S1 – энтропия в точке 1;

Точка 3

Удельный объем 3=2=0,076 м3/кг.

р32; (3.6)

где - степень повышения давления;

р3=2,7771,9=5,276 МПа

Т32; (3.7)

Т3=703,921,9=1337,45 К

Точка 4

Температура в конце адиабатного процесса

T4/T3=(3/4)к-1; (3.8)

откуда

T4= 1337,45·(0,076/0,725)0,36=593,81 K.

Удельный объём: 4=1=0,725 м3/кг.

Давление в конце адиабатного расширения

.

S4=S3=1,329кДж/(кгК).

4. Определение изменения в процессах цикла внутренней энергии и энтропии, подведенной и отведенной теплоты, полезной работы:

Количество теплоты подведенной к рабочему телу

q1=C(T3-T2); (4.1)

q1=0,86(1337,45-703,92)=544,84 кДж/кг

Количество теплоты отведенной от рабочего тела

q2=C (T4-T1); (4.2)

q2=0,86(593,81-313)=241,5 кДж/кг

Работа цикла

l=q1-q2; (4.3)

l =544,84-241,5=303,34 кДж/кг

Изменение энтропии:

1-2: s=0;

2-3: s2-s3=Cln(T3/T2); (4.4)

s2-s3=0,86ln(1337,45/703,92)=0,552 кДж/(кгК)

3-4: s=0;

4-1: s4-s1= Cln(T1/T4); (4.5)

s4-s1= 0,86ln(313/593,81)=-0,552 кДж/(кгК)

Изменение внутренней энергии:

1-2: U1-2= R/(k-1)(T2-T1); (4.6)

U1-2= 301/(1,36-1)(703,92-313) =326,85 кДж/кг

2-3: U2-3=C(T3-T2); (4.7)

U2-3=0,86(1337,45-703,92)=544,836 кДж/кг

3-4: U3-4 = R/(k-1) (T4-T3); (4.8)

U3-4 =301/(1,36-1) ×(593,81-1337,45)= -621,86 кДж/кг

4-1: U4-1=C(T1- T4); (4.9)

U4-1=0,86·(313-593,81)=-241,5 кДж/кг

5. Определим термический к.п.д. цикла

t=1 – (А/ k-1); (5.1)

А=; (5.2)

=(3/2)=0,076/0,076=1;

=(4/3)=0,725/0,076=9,5;

А=

t=1 –(1/ k-1)=1-(1/9,50,36)=0,56

t=1 – (q2/q1); (5.3)

t =1 – (241,5 /544,84)=0,56

Сравнивая к.п.д рассчитанные по разным формулам видим, что они равны.

6. Построение цикла в масштабе в системах координат p-v и T-s

Рисунок 3 – Цикл ДВС с подводом теплоты при v=const в масштабе

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Расчетно-графические работы по теплотехники/Методические указания. Часть 1. Гомель: БелИИЖТ, 1986. 31с.

2. О.М. Рабинович. Сборник задач по технической термодинамике. М.: Машиностроение, 1973. 342с.

3.Теплотехника/ Под ред. А.П. Баскакова. М.: Высшая школа, 1991. 250с.

Соседние файлы в папке РГР