2 Основные термодинамические параметры в характерных точках

2.1 Найдем температуры в характерных точках цикла

Найдем температуру Т₁ :

Т₁ = t₁+273К (1)

Т₁=18⁰C+273К=291 [К]

Найдем температуру Т₂ :

Т₂=Т₁ε^К-1 (2)

Т₂=291×9^1,33-1 =599,46 [К]

Найдем температуру Т₃ :

Т₃=Т₂×λ (3)

Т₃=599,46×3,8=2277,94 [K]

Найдем температуру Т₄ :

Т₄=Т₃×ρ (4)

Т₄=2234,4×1=2277,94 [К]

Найдем температуру Т₆ :

Т₆=Т₁×ε_υ (5)

Т₆=291×1=291 [К]

Найдем температуру Т₅ :

λ_р=ρ^к×λ (6)

λ_р =1^1,33×3,8=3,8

Т₅=Т₆×λ_р (7)

Т₅=291×3,8=1105,8 [К]

2.2 Найдем давление в характерных точках цикла

Найдем давление P₁:

P₁=P_a = 96 [кПа]

Найдем давление Р₂:

Р₂=Р₁ ^k (8)

Р₂=96×10³×9^1.33= 1783,68 [кПа]

Найдем давление Р₃:

Р₃ = Р₂ × λ (9)

Р₃=1783,68 ×10³ ×3,8=6777,98 [кПа]

Найдем давление Р₄:

Р₄=Р₃

Р₄=6777,98 [кПа]

Найдем давление Р₅:

Р₅= (10)

Р₅ = = 364,79 [кПа]

3 Изменение внутренней энергии каждого термодинамического процесса цикла

3.1 Определяем изменения внутренней энергии по процессам цикла

(11)

Изменение внутренней энергии на участке (1-2):

=0,7164× (599,46-291) = 220,98 [кДж/кг]

Изменение внутренней энергии на участке (2-3):

=0,7164 ×(2277,94-599,46) = 1202,46 [кДж/кг]

Изменение внутренней энергии на участке (3-5):

=0,7164 ×(1105,8-2277,94) =-839,72 [кДж/кг]

Изменение внутренней энергии на участке (5-1):

=0,7164 ×(291-1105,8) = -583,72 [кДж/кг]

Изменение внутренней энергии в целом за цикл:

=220,98+1202,46-839,72-583,72=0 [кДж/кг]

4 Изменение энтальпии каждого термодинамического процесса цикла

4.1 Определяем изменения энтальпии по процессам цикла

(12)

Изменение энтальпии на участке (1-2):

=1,0036 ×(599,46-291)=309,57 [кДж/кг]

Изменение энтальпии на участке (2-3):

=1,0036 ×(2277,94- 599,46)=1684,52 [кДж/кг]

Изменение энтальпии на участке (3-5):

=1,0036 ×(1105,8-2277,94 )=-1176,35 [кДж/кг]

Изменение энтальпии на участке (5-1):

=1,0036 ×(291-1105,8)=-817,73 [кДж/кг]

Определяем изменение энтальпии в целом за цикл:

=309,57+1684,52-1176,35-817,73=0

5 Изменение энтропии каждого термодинамического процесса цикла

5.1 Определяем изменения энтропии по процессам цикла

(13)

Изменение энтропии на участке (1-2):

=1,0036× ln =0,72 [(кДж×кг)/К]

Изменение энтропии на участке (2-3):

=0,7164×ln =0,95 [(кДж×кг)/К]

Изменение энтропии на участке (3-5):

=1,0036×ln =-0,72 [(кДж×кг)/К]

Изменение энтропии на участке (5-1):

=0,7164×ln =-0,95 [(кДж×кг)/К]

Определяем изменение энтропии в целом за цикл:

=0,72+0,95-0,72-0,95=0

6 КОЛИЧЕСТВО ПОДВЕДЕННОЙ И ОТВЕДЕННОЙ ТЕПЛОТЫ

Так как мы знаем значения с_υ и с_р найдем количество удельной теплоты подведенной в цикле q₁ и количество отведенной теплоты к холодному источнику q₂ :

q₁=c_υ ×(T₃-T₂)+c_р×(T₄-T₃) (14)

q₁=0,7164×(2277,94-599,46)+1,0036×(2277,94-2277,94)=1202,46 [кДж]

q₂=c_υ ×(T₅-T₁)+c_р×(T₆-T₁) (15)

q₂=0,7164×(1105,8-291)+1,0036×(291-291)=583,72 [кДж]

7 ТЕРМИЧЕСКИЙ КПД ЦИКЛА

Термический КПД равен:

η_t =1- q₂ /q₁ (16)

η_t =1-(583,72/1202,46)=0,52

Работа цикла равна:

W_Ц=q₁-q₂ (15)

W_Ц =1202,46-583,72=618,74 [кДж]

Сравниваем циклы:

=1- =0,88

W_y=q₁η_t (17)

W_y =1202,46×0,52=625,27 [кДж]

Так как , то при использовании цикла Карно КПД был бы выше, чем при использовании цикла с подводом теплоты при V=const.

8 СРЕДНЕЕ ДАВЛЕНИЕ ЦИКЛА ДЛЯ ПОРШНЕВЫХ ДВС

Одним из важнейших показателей работы двигателей внутреннего сгорания является среднее цикловое давление, найдем Р_t :

(18)

Р_t= =1123,62 [кПа]

9 ПОСТРОЕНИЕ В КООРДИНАТАХ p,v и T,s

9.1 Рассчитаем объем камеры сгорания и полный объем цилиндра

R_{воздуха}=287 [Дж/(кг×К)]

V₁= (19)

V₂= =0,86 [м³ /кг]

V₁= = = 0,04 [м³ /кг]

Определим характерные точки:

где Р₀=101325[Па];

Т₀=273[К] .

=1,0036×ln – 287×ln = 15,55 [(кДж×кг)/К]

S2=0,95+15,55=16,5 [(кДж×кг)/К]

Рисунок 2 Диаграмма цикла с подводом теплоты

при V=const в P,V координатах

Рисунок 3 Диаграмма цикла с подводом теплоты

при V=const в P,V координатах

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Амирханов, Р.А. Проектирование систем теплоснабжения сельского хозяйства [Текст] : учеб. пособие / Р.А. Амирханов, Б.Х. Драганов. – Краснодар : 2001. – 200 с.

2. Баскаков А.П. Теплотехника [Текст]: учебник / А.П. Баскаков, Б.В. Берг, О.К. Витт. – М. : Энергоатомидат, 1991. – 224 с.