3. Расчет термодинамических процессов

Полный термодинамический расчет процесса включает определение теплоемкости рабочего тела c, показатель политропы n, тепла q и работы l за процесс, изменений энтальпии I и энтропии S за процесс.

Рассчитаем теперь процесс 1-2. Теплоемкость рабочего тела в адиабатном процессе: c =0 Дж/кг·К

Показатель политропы в адиабатном процессе: n =k n =1,41

Изменения энтальпии:

Изменение энтропии: S =0 Дж/кг·K

Работа процесса:

Отрицательное значение указывает, что работа совершается над газом.

Теплообмен с окружающей средой не происходит.

q =0кДж/кг

Рассчитаем теперь процесс 2-3.

c =c ;

Показатель политропы в изохорном процессе стремится к бесконечности: n = ∞.

Изменение энтальпии:

Изменение энтропии:

Работа расширения в изохорном процессе: l =0 кДж/кг

Рассчитываем теперь процесс 3-4: c =c

Показатель политропы изобарного процесса: n =0

Изменение энтальпии:

Изменение энтропии:

Работа расширения в изобарном процессе:

Положительное значение показывает, что работу совершает рабочее тело.

Теплота, подведенная к рабочему телу:

Рассчитываем процесс 4-5: c =0 Дж/кг∙К

Показатель политропы в адиабатном процессе: n =k

Изменение энтальпии:

Изменение энтропии: S =0 Дж/кг∙К

Работа процесса:

Положительное значение показывает, что работу совершает газ.

Теплообмен с окружающей средой не происходит. q =0 кДж/кг

Рассчитываем процесс 5-1: c =c

Показатель политропы в изохорном процессе стремится к бесконечности.

n =∞

Изменение энтальпии:

Изменение энтропии:

Работа расширения в изохорном процессе: l =0кДж/кг

Теплота, подведенная к рабочему телу:

Проверяем результаты расчета, выполняем равенства: S +S =|S |

S +S =467,48+179,65=647,13Дж/кг·К

|S |=645,22Джкг∙К

Тепло за цикл:

Работа за цикл:

Известно, что за цикл: q =l

Рассчитываем термический КПД идеализированного цикла с адиабатными процессами сжатия и расширения по формуле:

Таблица 4. Расчет термодинамических процессов цикла ДВС

показатели	c	n	I	S	l	q
	Дж/кг·К		кДж/кг	Дж/кг·К	кДж/кг	кДж/кг
Процесс 1-2	0	1.41	685.52	0	-472.185	0
Процесс 2-3	700	∞	917.535	467.48	0	650.734
Процесс 3-4	987	0	364.53	364.53	107.1	364.53
Процесс 4-5	0	1.41	-1494,94	0	1060.24	0
Процесс 5-1	700	∞	-452,9	-645,22	0	-321,21
сумма			0	0	695,155	694,054

4. Построение ts-диаграммы

Процесс 1-2. Адиабатный процесс изображается в TS-координатах отрезком, для его построения достаточно начальной и конечной точек.

Процесс 2-3. Изохорный процесс изображается в TS-координатах кривой, описываемой следующей зависимостью:

Таблица 5. Расчет изохорного процесса

	0	58,435	116,87	175,31	233,74	292,18	350,61	409,05	467,48
,К	977,7	1062,82	1155,35	1255,95	1365,28	1484,16	1613,36	1753,83	1907,32

Процесс 3-4. Изобарный процесс изображается в T-S-координатах кривой, описываемой следующей зависимостью:

Таблица 6. Расчет изобарного процесса

	467,48	489,94	512,39	534,85	557,305	579,76	602,22	624,68	645,22
,K	1907,32	1951,22	1996,1	2042,05	2089,06	2137,12	2186,307	2236,63	2283,66

Процесс 4-5. Адиабатный процесс изображается в TS-координатах отрезком, для его построения достаточно начальной и конечной точек.

Процесс 5-1. Изобарный процесс изображается в TS-координатах кривой, описываемой следующей зависимостью:

Таблица 7. Расчет изохорного процесса

	0	80,89	161,78	224.2	323,57	404,46	485,35	566,26	647,48
,К	303,15	340,28	381,97	417,6	481,29	540,24	606,42	680,73	764,48

Построение TS-диаграммы показано на рис. 3.