Расчёт циклов двигателя внутреннего сгорания. Определение параметров рабочего тела в характерных точках. Расчет положений промежуточных точек по каждому процессу. Расчет основных параметров рабочего тела, страница 2

Процесс 3-4

Изобарный подвод тепла  .

1). Теплоемкость рабочего тела.

Т. к.

2). Показатель политропы.  n=

3).Изменение энтальпии.

4). Изменение энтропии

5) Работа процесса.

6). Располагаемая работа.

L0=0. т.к. при изобарном процессе n=0/

7). Подведенное тепло

Сводная таблица по процессу  3-4

Теплоемкость рабочего тела:

С=СV

Показатель политропы

n

Изменение энтальпии.

Изменение энтропии

Работа процесса.

Располагаемая работа.

Подведенное тепло

Процесс 4-5.

Адиабатическое расширение.

1). Теплоемкость рабочего тела. q=0,  при  С=0.

2). Показатель политропы  n=k=1,41

3). Изменение энтропии

= 986,3(Т54)=

 4). Изменение энтропии , т.к. процесс адиабатный, т. е. dq=0.

5). Работа процесса.

 6). Располагаемая работа

7). Подведенное тепло и отведенное тепло q= 0 (процесс адиабатный).

Сводная таблица по процессу  4-5

Теплоемкость рабочего тела:

С=СV

Показатель политропы

n

Изменение энтальпии.

Изменение энтропии

Работа процесса.

Располагаемая работа.

Подведенное тепло

Процесс 5-1.

Изохорный подвод тепла q1.

1). Теплоемкость рабочего тела:   С=СV=

2). Показатель политропы n=, т. к.   n=

3).Изменение энтальпии.

 

4). Изменение энтропии

5). Работа процесса.

, т.к. V= const, значит dV=0.

6). Располагаемая работа.

7). Отведенное тепло

Сводная таблица по процессу  4-5

Теплоемкость рабочего тела:

С=СV

Показатель политропы

n

Изменение энтальпии.

Изменение энтропии

Работа процесса.

Располагаемая работа.

Подведенное тепло

Теоретический КПД цикла:

Здесь =+

Определим теоретический КПД цикла (через константы):

η =

Теоретический КПД цикла Отто (цикл карбюраторного двигателя) с изохорным подводом тепла.

η =

Теоретический КПД цикла Дизеля (цикл компрессорного дизельного двигателя) с изобарным подводом тепла.

Работа цикла

Lц=(q!!1+ q! 1)-q 2=

 

 

Произведём проверку результатов расчёта ΔS:

ΔS23 + ΔS34 = ΔS51

ΔS51 =

следовательно расчёты произведены верно.

Погрешность.

Δ=

Расчет положений точек в масштабе ТS  координатах.

Процесс 2-3

Вычислим положения промежуточных точек в масштабе TS координат. Для удобства построения графика в TS – координатах, составим таблицу положений узловых точек

Таблица 4. Положения узловых точек

1

2

3

4

5

Т, К

S, кДж/кг·К

ΔS23=∆ S23 = =              

Сведем  полученные данные в таблицу 5.

Таблица 5. Промежуточные значения (2-3)

T, K

S, кДж/кг·К

T, K

S, кДж/кг·К

Процесс 3-4

∆ S34 = =

Сведем  полученные данные в таблицу 6

Таблица 6. Промежуточные значения точек    (3-4).                                                                                            

T, K

S, кДж/кг·К

T, K

S, кДж/кг·К

Процесс 5-1

∆ S51 = =

   Таблица 7. Промежуточные значения точек (5-1)                                                                                                                

T, K

S, кДж/кг·К

T, K

S, кДж/кг·К


6. Расчёт сравнения циклов Отто, Дизеля и Тринклера.

Произведём сравнение циклов Отто, Дизеля и Тринклера для двух случаев:

а) когда подводимое тепло и степень сжатия одинаковы;

б) когда двигатели работают при одинаковых условиях (максимальная температура и максимальное давление в цикле одинаковы, начальная температура и давление тоже одинаковы).

а) Подводимое тепло q1 = const и E = const:

При сравнении этих трех циклов следует учесть, что:

q1 = q01 = qс1 = qд1

цикл Тринклера

ЦиклОтто:

Цикл  Дизеля.

Мы знаем, что это цикл со смешанным подводом тепла. Значит подводимое тепло:

q1 = CV ∙(T3 – T2) + CP∙(T4 – T3) =

=

Рассмотрим следующие процессы для различных циклов:

q01 = CV ∙(T04 – T2), откуда

 T04 = =

С учетом условия E = const, вычислим:

T05 =  

ΔS024 = СV ∙ ln =

Выделяемое тепло q02 будет равно:

q02 = CV ∙(T1 – T05) =

Процесс 2-40 – изобарное расширение (подвод тепла qД1)

q1р=(Т4Д2)

Tд4 =  

Вычислим Tд5 при E = const

Tд5 = T1

*==

     Значит Tд5=1,91,41*263=650,13К

Вычислим отводимое тепло

qД2 = CV ∙(T1 – TД5) =

Дж/кг∙К.

ΔSд2-1 = СР ∙ ln  

Вычисляем КПД:

ηТ =

Вычисляем КПД:

η0 =

Ищем КПД:

ηд =

Нужно заметить, что q1 >  q01 >  qт1 >  qд1  ;  η0 > ηт > ηД 

Для первого случая имеем η0 > ηТ > ηД  (0,68 > 0,673 > 0,63)


Рассчитаем промежуточные точки процессов:

Процесс 2-40

ΔS = =

Таблица 8. Промежуточные точки процесса 2-40.