Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Двигателя внутреннего сгорания (ДВС)↑ ⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6 Содержание книги Поиск на нашем сайте
Исходные данные Рабочее тело ДВС обладает свойствами воздуха: газовая постоянная R=287 Дж/(кг·К); изобарная массовая теплоёмкость Ср=1005 Дж/(кг·К); изохорная массовая теплоёмкость Сv=718 Дж/(кг·К); показатель адиабаты к=1,4. Начальное давление и температура рабочего тела равны: Р1=105-100·N, Па; Т1=320+N, К, где N – порядковый номер студента в журнале группы Параметры цикла, число цилиндров, число оборотов вала ДВС, диаметр цилиндров и ход поршня принимаются по таблице 10. Механический к.п.д. карбюраторных ДВС равен ηм=0,78, а дизельных - ηм=0,7. Требуется определить: параметры рабочего тела (Р,υ,Т) в характерных точках теоретического цикла ДВС, термический к.п.д. теоретического цикла, среднее индикаторное давление, эффективную мощность ДВС, удельный расход тепла на выработку 1 кВт.ч механической энергии. Изобразить теоретический цикл ДВС в р-υ и Т-s диаграммах. Таблица 10 к задаче №10
К- карбюраторный ДВС; D - бескомпрессорный дизельный ДВС; Тепловой расчет ДВС
1. Используя уравнение Клапейрона для состояния в точке 1 Р1·υ1=RТ1, определяем удельный объем рабочего тела в точке 1 , где υ1 – удельный объем рабочего тела в точке 1, м3/кг; R=287 Дж/(кг·К) - газовая постоянная воздуха; Т1 – абсолютная температура, К; Р1 – давление рабочего тела, Па. 2. Используя параметры рабочего тела в точке 1 (Р1,υ1,Т1) и формулы связи между параметрами газа в адиабатном процессе, вычисляем параметры рабочего тела в точке 2 (υ2,Р2,Т2) Р2=Р1·eк; Т2=Т1·eк-1, где e - степень сжатия; к=1,4 – показатель адиабаты. 3. Вычисляем параметры рабочего тела в точке 3 (Р3,υ3,Т3), учитывая, что процесс 2-3 изохорный и υ3=υ2; Р3=Р2·λ; Т3=Т2·λ, где λ- степень повышения давления. 4. Определяем параметры рабочего тела в точке 4 (Р4,υ4,Т4): а) для карбюраторного ДВС, учитывая, что процесс 3-4 адиабатный и процесс 4-1 изохорный υ4=υ1; Р4=Р1·λ; Т4=Т1·λ. б) для бескомпрессорного дизельного ДВС, учитывая, что процесс 3-4 изобарный и r= Р4=Р3; υ4=υ3·r; Т4=Т3·r, где r - степень предварительного расширения. 5. Для бескомпрессорного дизельного ДВС находим параметры рабочего тела в точке 5, учитывая, что процесс 4-5 адиабатный, а процесс 5-1 изохорный υ5=υ1; Р5=Р1·λ·rк; Т5=Т1·λ·rк. 6. Определяем подводимую к газу теплоту q1 и отводимую от газа теплоту q2: а) для карбюраторного ДВС q1=Сv·(Т3-Т2); q2=Cv (Т4-Т1), где q1 - тепло, подводимое к газу, Дж/кг; q2 - тепло, отводимое от газа, Дж/кг; Сv=718 Дж/(кг·К) - изохорная массовая теплоемкость воздуха; б) для бескомпрессорного дизельного ДВС q1=q1v+q1p=Cv·(Т3-Т2)+Ср·(Т4-Т3); q2=Cv·(Т5-Т1), где Ср=1005 Дж/(кг·К) – изобарная массовая теплоемкость воздуха. 7. Вычисляем полезную работу за один цикл ℓ=q1-q2, где ℓ – полезная работа 1 кг газа за один цикл, Дж/кг. 8. Определяем термический к.п.д. цикла ht= где ht- термический к.п.д. цикла. 9. Определяем среднее индикаторное давление цикла , где Рi – среднее индикаторное давление цикла, Па. 10. Находим действительное среднее индикаторное давление цикла Рig=P1·ho, где hо=0,95 – относительный к.п.д. 11. Определяем эффективную мощность ДВС Nе=0,785·D2·Sn·Рig· ·i·hм·10-3, где Nе - эффективная мощность ДВС, кВт;D - диаметр цилиндра ДВС, м; n – число оборотов вала ДВС, об/мин; i – число цилиндров ДВС; hм – механический к.п.д. ДВС. 12. Определяем удельный расход тепла на 1 кВт·ч вырабатываемой электроэнергии где q – удельный расход тепла на 1 кВт·ч вырабатываемой механической энергии, кДж/кВт·ч; ht, hо, hм – соответственно термический к.п.д. цикла, относительный к.п.д., механический к.п.д. ДВС. 13. Строим в масштабе в р-υ диаграмме теоретический цикл ДВС (рис.12и 13), предварительно задавшись удельными объемами в точках «а», «b», «с», «d» и вычислив в этих точках давления Ра, Рb, Рс и Рd по формулам: а) для карбюраторного ДВС Ра=Р1· ; Рb=Р1· ; Рc=Р4· ; Рd=Р4· ; где υа=υс=0,6¸0,7 и υb=υd=0,3¸0,4; б) для бескомпрессорного дизельного ДВС Ра=Р1· ; Рb=Р1· ; Рc=Р5· ; Рd=Р5· ; где υа=υс=0,6¸0,7 м3/кг, υb=0,3¸0,35 м3/кг и υd=0,35¸0,45 м3/кг.
14. Вычисляем энтропию рабочего тела в точке 1 по формуле Ср·ln , где S1 – энтропия рабочего тела в точке 1, Дж/(кг·К); Т1 – температура в точке 1,К; Р1 – давление в точке 1, Па; R=287 Дж/(кг·К) – газовая постоянная воздуха; Ср=1005 Дж/(кг·К) – массовая изобарная теплоемкость воздуха. 15. Вычисляем изменение энтропии рабочего тела во всех процессах цикла с учетом промежуточных точек “m”, “n” и “f”: а) для карбюраторного ДВС DS1-2=0; DS2-3=Cv·ln ; DS3-4=0; DS4-1=-Cv·ln ; DS2-m=Cv·ln ; DS1-n=Cv·ln ; где Тm= ; Тn= ; б) для бескомпрессорного дизельного ДВС DS1-2=0; DS2-3=Cv·In ; DS3-4=Cр.In ; DS4-5=0; DS5-1=-Cv·In ; DS2-m=Cv·In ; DS3-n=Cp·In ; DS1-f=Cv·In ; где Тm= ; Тn= ; Тf= ; 16. Строим в масштабе в Т-S диаграмме теоретический цикл ДВС (рис. 14,15).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Таблица 11. Выбор контрольных вопросов
1. Теплотехника. Определение, состав. 2. Основные понятия и определения термодинамики: параметры состояния, рабочее тело и т.д. Какие параметры приняты в технической термодинамике за основные? 3. Уравнение состояния идеального газа. Индивидуальная и универсальная газовые постоянные. 4. Что такое массовый и объемный составы смеси идеальных газов и как можно перейти от одного состава к другому? 5. Первый и второй законы термодинамики. Анализ. 6. Основные термодинамические процессы идеальных газов. Их изображение в координатах Р–v и Т–s, анализ. 7. Циклы. Определение. Типы циклов, краткая характеристика. 8. Одно- и многоступенчатое сжатие газа в компрессоре. При каких условиях осуществляется многоступенчатое сжатие? Что дает многоступенчатое сжатие по сравнению с одноступенчатым? 9. Водяной пар. Определение. Виды паров, краткая характеристика каждого из паров? Области расположения этих паров в системе координат h–s. 10. Какой воздух называется влажным? Насыщенный и ненасыщенный воздух. Характеристики влажного воздуха. 11. Основные характеристики влажного воздуха? Как определить эти величины с помощью Н-d диаграммы влажного воздуха, Приведите пример. 12. Какими параметрами можно задать состояние воздуха в Н-d диаграмме влажного воздуха? Покажите на примере. 13. Что такое температура точки росы? Как определить ее с помощью Н-d диаграммы влажного воздуха? Приведите пример. 14. Какими свойствами должны обладать вещества, применяемые в качестве холодильных агентов в парокомпрессионных холодильных установках? 15. Основные понятия тепло- и массообмена. Краткая характеристика 3-х механизмов переноса тепла: теплопроводностью, конвекцией и излучением 16. Температурное поле; одно-, двух- и трехмерное температурные поля; стационарное и нестационарное температурные поля. 17. Передача тепла теплопроводностью. Закон Фурье, коэффициент теплопроводности, его физический смысл, размерность. 18. Передача тепла теплопроводностью через плоскую однослойную и многослойную стенку, термические сопротивления, схема изменения температур по слоям. 19. Передача тепла теплопроводностью через цилиндрическую однослойную стенку, термическое сопротивление, схема изменения температуры в слое. 20. Передача тепла теплопроводностью через цилиндрическую многослойную стенку, термическое сопротивление, схема изменения температур по слоям. 21. Теплообмен излучением. Основные понятия лучистого теплообмена: лучистый тепловой поток, излучательная способность тела. Понятия абсолютно черного, абсолютно белого, абсолютно прозрачного и серого тел. 22. Законы лучистого теплообмена: закон Стефана-Больцмана, Кирхгофа, Ламберта. 23. Теплообмен излучением между двумя плоскими параллельными поверхностями. 24. Теплообмен излучением между телами, когда одно тело находится внутри другого. 25. Использование экранов для защиты от излучения. 26. Конвективный теплообмен. Основное уравнение конвективного теплообмена (уравнение Ньютона-Рихмана). Коэффициент теплоотдачи, его физический смысл, размерность. 27. Критерии теплового подобия. Критериальные уравнения конвективного теплообмена. 28. Теплоотдача при свободной конвекции в неограниченном пространстве. Режимы свободной конвекции. Критериальное уравнение. Факторы, влияющие на интенсивность теплообмена. 29. Теплоотдача при вынужденном движении теплоносителя внутри трубы. Режимы движения. Критериальные уравнения. 30. Сложный теплообмен. 31. Теплопередача. Физическая сущность процесса. Уравнение теплопередачи, коэффициент теплопередачи. 32. Теплопередача через плоскую однослойную стенку. Уравнение теплопередачи, коэффициент теплопередачи, термическое сопротивление теплопередачи. Схема распределения температур. 33. Теплопередача через плоскую многослойную стенку. Уравнение теплопередачи, коэффициент теплопередачи, термическое сопротивление теплопередачи. Схема распределения температур. 34. Теплообменные аппараты. Классификация. 35. Расчетные уравнения процесса теплопередачи: уравнение теплового баланса и уравнение теплопередачи. 36. Схемы движения теплоносителей в теплообменных аппаратах. Средний температурный напор в теплообменных аппаратах; его определение при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей. Анализ. 37. Топливо. Краткая характеристика отдельных видов топлива. 38. Состав топлива. Состав твердого, жидкого и газообразного топлива. 39. Теплота сгорания топлива. 40. Расчеты процесса горения топлива. 41. Основные признаки классификации д.в.с. 42.Индикаторные диаграммы четырехтактного и двухтактного д.в.с. 43. Карбюратор, его основные функции 44. Мощность двигателя, ее определение по размеру двигателя, числу оборотов, среднему индикаторному значению. 45. Основные требования к топливам карбюраторных и дизельных д.в.с.
Литературные источники 1. Теплотехника /Под общ.ред.Баскакова А.П. -3-е изд.,перераб. и доп. М.:ООО «ИД. «БАСТЕТ»», 2010.-328 с. 2. Теплотехника: Учеб. Для вузов /В.Н.Луканин, И.Г.Шатров, Г.М.Камфер и др.; Под ред. В.Н.Луканина. – М.; Высш.шк. 2005. 3.Быстрицкий Г.Ф. Основы энергетики. – М.:ИНФА – М, 2006-278 с. 4. Теплотехника /Под обш.ред.Крутова В.И. М.: Машиностроение, 1986. 5. Тепловые и автономные электрические станции:Справочник/ Под общ.ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. –М.:Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица П.1 Физические свойства сухого воздуха при давлении Р=1,013·105 Па
Таблица П.2 Физические свойства воды на линии насыщения
Таблица П.3 Физические свойства некоторых металлов
Таблица П.4 Степень черноты для различных материалов
Таблица П.5 Насыщенный водяной пар (по температурам) Таблица приводится с сокращением
Продолжение таблицы П.5
Таблица П.6 Насыщенный водяной пар (по давлениям) Таблица приводится с сокращением
Продолжение таблицы П.6
Продолжение таблицы П.6
Параметры критического состояния Давление ִִִִִִִִִִִִִִִִִִִִִִִִ 221,15 бар Температураִִִִִִִִִִִִִִִִִִִִִ374,12 оС Удельный объемִִִִִִִִִִִִִִִִ0,003147 м3/кг Удельная энтальпияִִִִִִִִִִִִ2095,2 кДж/кг Удельная энтропияִִִִִִִִִִִִִ4,4237 кДж/(кг·К)
Таблица П.7
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-29; просмотров: 284; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.123.24 (0.009 с.) |