МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ РФ

ФБГОУ ВПО

Ижевский государственный технический университет

им. М.Т. Калашникова

ФАКУЛЬТЕТ «МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ»

КАФЕДРА "ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ И УСТАНОВКИ"

Курсовая работа

на тему: «Моделирование процессов в ДВС»

Вариант № 2-10

Руководитель курсового проекта:

к.ф-м.н.,доцент Мищенкова О.А.

Выполнил:

студент группы 6-56-1 Русских А.С

Ижевск 2012г

Содержание

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3

НАЧАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ…………………………………………………...4

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ………………………………………………….5

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ…………………………………………………….....6

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ………………………………..7

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ………………………………………………..9

ПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЕТА……………………………………………………......11

ВЫВОД ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ…………………......……………………..18

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………..……19

Введение

Выполнение работы предполагает формулирование математической модели задачи, выбора вычислительных методов ее решения, составления алгоритмов и программы с использованием математического пакета MATHCAD или с использованием любых других средств программирования (например, компиляторов FORTRAN POWER STATION 4.0, VISUAL BASIC, пакета Delphi и пр.), проведения расчетов и их обработки (построение таблиц и графиков, анализ полученных результатов и выводы).

Описание курсовой работы:

- описание физической задачи и ее математической постановки. Математическая постановка записывается для общего случая решаемой задачи и для варианта, заданного преподавателем;

• описание математических методов решения задачи

• тексты программ MATHCAD (или программ, написанных на других языках программирования), обеспечивающих решение сформулированных математических задач (следует привести текст программы, соответствующий одному из выполненных расчетов);

• результаты выполненных расчетов, представленные в виде таблиц и графиков и сопровождающиеся пояснительным текстом с анализом полученных результатов.

Курсовая работа содержит:

Технический объект состоит из цилиндра, внутренняя полость которого разделяется поршнем на два объема. Каждый из объемов может быть связан друг с окружающей средой. Кроме того, в поршне может быть выполнено отверстие, соединяющее оба объема. Объемы заполнены газом, имеющим одинаковые теплофизические свойства. В начальный момент времени уровни давления и температуры в каждом из объемов отличаются. Внутри каждого объема может находиться источник газа, мощность которого постоянна. Поршень перемещается с заданной скоростью вдоль по цилиндру, при этом величина первого объема увеличивается, а второго уменьшается.

Записать уравнения, описывающие изменение с течением времени параметров газа (давление, плотность, температура) в каждом из объемов. Записать уравнения, позволяющие установить значения скоростей перетекания газа из одного объема в другой и из обоих объемов в окружающее пространство.

Выполнить решение сформулированной задачи, начиная с момента времени до момента времени . Результаты расчетов представить в виде таблиц и графиков изменения с течением времени значений давления и температуры в каждом из объемов и скоростей истечения газа из объемов (в смежные объемы и в окружающее пространство).

Начальные параметры

, с	0.05
k	1.4
, Дж/кгК	1400
	0.9
,	2.5
, кг/с	0.001
, Дж/с	0.003
, кг/с	0
, Дж/с	0
	0.005
	0.005
	0.001
	0
	0.001
D, м	0.015
	0.1
	9
	3
	300
	2300
	800
Метод решения	Метод Рунге-Кутта

Основные обозначения

t- время процесса;

ρ- плотность;

u- скорость газа;

p- давление;

E- внутренняя энергия;

T- температура;

W- объемы внутри цилиндра;

D- диаметр поршня;

V- максимальная скорость перемещения поршня;

φ- коэффициент расход;

G- секундный массовый расход;

В - мощность масс;

Cv- удельная теплоемкость газа;

С - мощность энергоприхода;

k- показатель адиабаты.

Постановка задачи

Технический объект состоит из цилиндра диаметром D=0,015 м, внутренняя полость которого разделяется поршнем на два объема w₁=0,005 м³ и w₂=0,005 м³. В поршне выполнено отверстие диаметром D₁₂=0,001 м, соединяющее два объема. Объемы заполнены газом, имеющим одинаковые теплофизические свойства. В начальный момент времени уровни давления и температуры в каждом объеме соответственно p₁=9,0 МПа, Т₁=2300 К и p₂=3,0 МПа, Т₂=800 К. Внутри первого объема находится источник газа. Мощность массы и энергоприхода источника газа В2=0 кг/с, С₂=0 Дж/с. Поршень перемещается со скоростью V=2.5 м/с вдоль по цилиндру, при этом величина первого объема увеличивается, а второго уменьшается. Удельная теплоемкость газа Cv=1400 Дж/кг К, показатель адиабаты к=1,3. Коэффициент расхода φ=0,9.