Промежуточные точки для адиабаты 3-4

1	0,267
0,8	0,365
0,6	0,546
0,4	0,963

 

По найденным точкам достраиваем p v – диаграмму.

Рис. 1. PV – диаграмма

· Для построения тепловой TS – диаграммы сначала изображаем значения в характерных точках (по табл. 6).

Найдём значения энтропии по формуле:

;                                                                              (6.25)

где  и  – нормальные условия.

Тогда

,

;

;

,

;

;

Т (К)	S (Дж/кг∙К)
420	156
737	156
2212	993
5082	993
4000	752,8
3000	464

 

По найденным точкам строим TS – диаграмму

 

 

Рис.1.2. TS – диаграмма

 

       7. Расчет цикла со смешанным подводом к газу теплоты (задание 2)

Исходные данные

Таблица 1.

Исходные данные для расчётов

 

№ вар.	цикл	р1, МПА	Т1, К	к	ε	ρ	λ
6	смешанный	0,1	320	1,4	14	1,8	1,8

Расчёт параметров цикла

Основными характеристиками рассматриваемого цикла являются степень сжатия ε = , степень предварительного сжатия ρ =  и степень повышения давления λ = .

Параметры цикла определяются в характерных точках 1, 2, 3, 4, используя основные характеристики данного цикла, соотношения параметров в процессах 1 – 2 и 3 – 4, а также уравнение состояния идеального газа (7.1)

· Определим параметры точки 1:

По формуле 7.1

;                                          (7.1)

где p₁ – давление в точке 1, [Па]; T₁ – температура в точке 1, [К]; v ₁ – удельный объём в точке 1, [м³/кг]; М – молярная масса воздуха, [кг/моль];

Из формулы 7.2 можем найти объём V₁ в данной точке

 = ;                                                        (7.2)

Подставив значения R, T₁ и p₁ в формулу 7.2, получим

;

· Определим параметры точки 2:

Объём находим по формуле

;                                                               (7.3)

где ε = 14 – степень сжатия.

Подставив значения v ₁ и ε, получим

;

 

Температура в точке 2:

; [K]                                                   (7.4)

Подставив значения Т₁, v ₂ и v ₁ в формулу (7.5), получим

;

Давление в точке 2:

; [Па]                                               (7.5)

                                          

· Определим параметры точки 3.

Объём в точке 3:

;                                                                 

Температура в точке 3:

                      ; [K]                                                            (7.6)

;

Давление в точке 3:

                                    ; [Па]                                                      (7.7)

· Определим параметры точки 4.

Объём в точке 4

                                ;                               (7.8)

Температура в точке 4

; [K]                                      (7.9)

              .

Давление в точке 4:

;                                                        

· Определим параметры точки 5 из соотношений:

                                            

Давление в точке 5 выразим из формулы:

                                              ;                                                 (7.10)

Тогда

.

Температуру в точке 5 выразим из соотношения:

                                           ;                                                  (7.11)

Тогда

 

Все рассчитанные и исходные параметры заносим в таблицу 2.

 

Таблица 2

Значения параметров точек

 

№	pi, МПа	Тi, K	v i, м^3/кг
1	0,1	320	0,917
2	3,982	917	0,066
3	7,168	1650,6	0,066
4	7,168	2971	0,119
5	0,411	1313	0,917

 

Определение теоретической работы газа за цикл, работы расширения, работы сжатия

 

Полезная удельная работа газа определяется по формуле (6.12)

Работа расширения

;                                  (7.12)

; 

Работа сжатия

;                                          (7.13)

;  

Тогда полезная удельная работа газа

; 

Определение среднего индикаторного давления и теоретической индикаторной мощности, рабочего объема камеры

Среднее индикаторное давление определяется по формуле (1.17)      

Тогда

;

    Рабочий объем находим из формулы (1.20):

.

Массу выражаем из формулы (1.19) и получаем:

Теоретическая индикаторная мощность четырёхтактного двигателя определяется по формуле (1.18)

;

 

Термический КПД цикла

Для определения термического КПД цикла необходимо определить значения подводимой к циклу теплоты q1 и отводимой от цикла теплоты q2:

                                          ;                 (7.14)

 

Тогда

;

                                         ;                                                    (7.15)

Тогда

;

 Термический КПД цикла:

                                   ;                                         (5.16)

;

Сравним термического к.п.д. заданного цикла с термическим к.п.д. цикла Карно, определенного по рассчитанным параметрам цикла

;                                           (5.17)

;

Очевидно, что

;