Создан заказ №1628494
2 января 2017
Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно-изобарным подводом теплоты
Как заказчик описал требования к работе:
Нужно выполнить 6 задач по дисциплине "Теплотехника"
Фрагмент выполненной работы:
Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно-изобарным подводом теплоты, если известны давления Р1 = 0,096 МПа и температура t1 = 200С рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия = 19, степень повышения давления = 1,56, степень предварительного расширения = 1,8.
Определить работу, полученную от цикла, его термический КПД и изменение энтропии отдельных процессов цикла. (работа была выполнена специалистами Автор 24) За рабочее тело принять воздух, считая теплоемкость его в расчетном интервале температур постоянной.
Построить в масштабе этот цикл в координатах Р-V и Т-s. Дать к полученным графикам пояснения.
В чем смысл второго закона термодинамики?
Термодинамический цикл двигателей внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты:
а — на р -V- диаграмме; б — на T- s - диаграмме.
Решение:
1.Определяем параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла.
Удельный объём в точке 1 определяем из характеристического уравнения:
v1 = R*T1/ Р1 = 287*293/(0,096*106) = 0,88 м3/кг,
где R - индивидуальная газовая постоянная; для воздуха R = 287Дж/(кг*К).
Так как сжатие происходит по адиабате, то параметры состояния в точке 2:
ε = v1/v2 = 19 → v2 = v1/19 = 0,88/19 = 0,046 м3/кг.
Т2 = Т1* εk-1 = 293*191,4-1 = 952K.
Р2 = R*T2/v2 = 952*287/0,046 = 5,94*106 Па.
В процессе 2-3 цикла осуществляется изохорный подвод теплоты. Исходя из этого, параметры рабочего тела в точке 3 будут иметь следующие значения:
Р3 = Р2*λ = 5,94*1,56 = 9,27*106 Па;
v3 = v2 = 0,046 м3/кг;
Т3 = Т2* λ = 952*1,56 = 1485K.
В процессе 3-4 цикла осуществляется изобарный подвод теплоты. Исходя из этого, параметры рабочего тела в точке 4 будут иметь следующие значения:
Р4 = Р3 = 9,27*106 Па;
v4 = v3*ρ = 0,046*1,8 = 0,083 м3/кг;
Т4 = Т3* ρ = 1485*1,8 = 2673 K.
Параметры состояния в точке 5 определяются соотношениями:
v5 = v1= 0,88 м3/кг;
Т5 = Т1* λ*ρk = 293*1,56*1,81,4 = 1041 K;
P5 = R*T5/ v5 = 287*1041/0,88 = 0,34*106 Па.
2.Подведённое тепло:
q1= q1’ + q1’’ = q2-3 + q3-4 = Cvm (T3 - T2) + Cpm (T4 - T3) = 0,718*(1485 - 952) +
+ 1,005*(2673 - 1485) = 1576,634 кДж/кг,
где Cvm = 0,718 кДж/(кг*К) – удельная массовая теплоёмкость воздуха при постоянном объёме;
Cрm = 1,005 кДж/(кг*К) – удельная массовая теплоёмкость воздуха при постоянном давлении.
3.Отведённое тепло:
q2 = Cvm (T1 - T5) = 0,718*(293 - 1041) = - 537,064кДж/кг.
4.Полезная работа цикла:
lp = q1 – q2 = 1576,634 - 537,064 = 1039,570 кДж/кг.
5.Термический КПД цикла:
ηt = lp / q1 = 1039,570/1576,634 = 0,66(66%).
6.Изменение энтропии отдельных процессов цикла:
S1 = Cрm*ln(T1/273) - R*ln(Р1/1,01*105) =
=1,005*ln(293/273) + 0,287*ln(0,96/1,01) = 0,056 кДж/кг*К.
∆S1-2 = 0.
S2 = S1 = 0,056 кДж/кг*К.
∆S2-3 = Cvm*ln(T3/T2) = 0,718*ln(1485/952) = 0,319 кДж/кг*К.
S3 = S2 + ∆S2-3 = 0,056 + 0,319 = 0,375 кДж/кг*К.
∆S3-4 = Cpm*ln(T4/T3) = 1,005*ln(2673/1485) = 0,591 кДж/кг*К .
S4 = S3 + ∆S3-4 = 0,375 + 0,591 = 0,966 кДж/кг*К.
∆S4-5 = 0.
S5 = S4 = 0,966 кДж/кг*К.
∆S5-1 = Cvm*ln(T1/T5) = 0,718*ln(293/1041) = - 0,910 кДж/кг*К.
S1 = S5 + ∆S5-1 = 0,966 - 0,910 = 0,056 кДж/кг*К.
Расчётные данные для построения цикла ДВС
Параметр Координаты характерных точек
1 2 3 4 5
Р, МПа 0,096 5,94 9,27 9,27 0,34
v,м3/кг 0,88 0,046 0,046 0,083 0,88
Т,K 293 952 1485 2673 1041
S,кДж/(кг*К) 0,056 0,056 0,375 0,966 0,966
P,МПа
Изображаем цикл на Pv- и TS – диаграммах.
4
3
2
1
5
V,м3/кг
3
5
4
1
2
S,кДж/(кг*К)
Т,К
Описание цикла:
Газ с начальными параметрами Р1, Т1 , v1 адиабатно сжимается до v2 = =v1/ε(линия 1-2 - адиабата). Далее происходит увеличение давления до Р3 =
= λР2 с подводом теплоты при постоянном объёме q2-3 (линия 2-3 – изохора), далее происходит расширение газа при постоянном давлении с подводом теплоты q3-4(линия 3-4 – изобара). После этого газ адиабатно расширяется до первоначального объёма до v4 = v5(линия 4-5 – адиабата)...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
3 января 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно-изобарным подводом теплоты.jpg
2019-03-24 11:38
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Автор сделал контрольную работу быстро и качественно, Я был один из немногих, чья работа была без ошибок!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
