Техническая термодинамика: Методические указания к лабораторным работам, страница 4

При расширении наблюдается обратная картина. Таким образом, процессы сжатия и расширения идут по политропе с переменным показателем. Обычно в расчетах пользуются средними величинами показателя политропы n, значения которых лежат в интервале 1 < n < k, причём ближе к значению показателя адиабаты “к”.

Прежде чем приступить к определению средних величин показателей политроп, необходимо ориентировать данную индикаторную диаграмму относительно координатных осей p-V. Делают это следующим образом. От горизонтали Р=1бар откладывают вниз отрезок, равный m мм/бар (масштаб пружины индикатора), и через конец отрезка проводят ось абсцисс (объёмов). Для построения оси ординат (давлений) необходимо найти величину мёртвого пространства компрессора V0 (мм) или объёма камеры сгорания двигателя Vc (мм). Для диаграмм компрессора имеем  . Пользуясь этим соотношением, получают (мм), так как величина Vh известна, затем откладывают от крайней левой точки 3 индикаторной диаграммы компрессора влево отрезок, равный V0 мм, и проводят через конец отрезка прямую, перпендикулярную оси абсцисс (объёмов).

В варианте работы с двигателем внутреннего сгорания задана величина степени сжатия

.

Так как , то

.

Решая это уравнение относительно Vc , получают  (величина Vh известна из задания).

Откладывают от крайней левой точки 2 индикаторной диаграммы двигателя внутреннего сгорания влево отрезок, равный Vc мм, и проводят через конец отрезка вертикальную прямую. Это и будет ось ординат или ось давлений (P).

Таким образом, вписывают индикаторную диаграмму в координатные оси P-V (см. рис. 4, 5).

После этого приступают к определению средних величин показателей политроп сжатия n1 и расширения n2.

3.3Графический метод

Эта часть работы выполняется при помощи специального прибора, служащего для определения площадей плоских фигур любой формы, называемого планимером

Рис.6. Схема планиметра

Планиметры бывают трёх типов: полярные, линейные и радиальные. При выполнении настоящей работы пользуемся полярным (круговым) планиметром, который служит для планиметрирования фигур, очерченных в прямоугольных координатах.

3.3.1. Описание планиметра и его работы

Схема полярного планиметра приведена на рис. 6. Полюсной рычаг ОА может вращаться вокруг точки. О, называемой полюсом. В этой точке рычаг ОА имеет короткую иглу, которую вкладывают в чертёжную доску. Для закрепления положения полюса О на бумаге сверху накладывают небольшой грузик. На другом конце А рычага ОА имеется штифт для шарнирного соединения со свободным рычагом АВ. Рычаг АВ может свободно вращаться вокруг шарнира А. На конце “B” рычага АВ находится обводной штифт с рукояткой (или стекло с визирующей точкой). С помощью рукоятки штифтом обводят замкнутую линию, ограничивающую измеряемую площадь. Для регулирования прибора рычаг АВ выполняют составным; длину его можно изменить посредством особого винта.

С рычагом АВ связано измерительное колесо С. При обводе контура замкнутой фигуры измерительное колесо перемещается вместе с обводным рычагом, скользя или катясь по плоскости. Измерительное колесо связано с механизмом, считающим число оборотов колеса (рис. 7.).

Рис.7.  Счётный механизм

Шкала, нанесённая на измерительное колесо, разбита на 100 равных частей. Счётный диск Д связан с измерительным колесом червячной передачи с передаточным числом 10:1 и имеет 10 делений. Каждое деление счётного диска соответствует 100 делениям измерительного колеса. За один оборот измерительного колеса счётный диск поворачивается на одно деление. Нониус Е, имеющий на счётном механизме, позволяет получить отсчёт показаний планиметра с точностью до тысячных долей оборота счётного диска.

Показания счётного механизма записывают в такой последовательности (рис. 7.): первую цифру берут по циферблату счётного диска против неподвижного указателя (надо брать меньшую цифру); вторую и третью цифры берут по шкале, имеющейся на измерительном колесе (записывают меньшую из тех цифр, между которыми находится нулевой штрих нониуса); четвёртую цифру определяют по нониусу. Так в положении, указанном на рис. 7, отсчёт показаний m=152,7, так как по нониусу совпадает 7 штрих.

Весь прибор опирается на чертёжную доску в трёх точках: полюс О, конец штифта В и точка обвода измерительного колеса С, в которой оно касается плоскости фигуры (рис.6).

Процесс планиметрирования заключается в следующем: на чертёжной доске закрепляют лист с индикаторной диаграммой и устанавливают планиметр, соединив между собой разъёмным шарниром обводной и полюсный рычаги прибора. Место для установки полюса О выбирают вне контура диаграммы с таким расчётом, чтобы при обводе всего контура измеряемой площади угол между рычагами ОА и АВ колебался около прямого, отклоняясь от 900 в обе стороны примерно на одинаковую величину. После этого совмещают конец штифта В (визирующую точку на стекле) с какой-либо точкой на контуре диаграммы, приняв её за исходную, и производят начальный отсчёт показаний счётчика планиметра. Далее обводят остриём штифта контуры фигуры, площадь которой желают найти, по часовой стрелке до возвращения штифта в исходную точку и снова делают отсчёт показаний счётного механизма.

Площадь обведённого контура, если полюс находится вне контура фигуры, определяют по формуле

,     (см2),

Где с – постоянная планиметра, представляющая собой площадь, см2, описанную концом штифта при перемещении измерительного колеса на одно деление при данном соотношении длин рычагов ОА и АВ;

m1- показание счётного механизма до обвода контура;

m2- показание счётного механизма после обвода контура.