Министерство образования и науки
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«……………………………………»
кафедра «……………………………………..»
Курсовой проект
на тему:
«Расчет и анализ идеального цикла ДВС
со смешанным подводом теплоты».
Иваново 2009
Министерство образования и науки
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«……………………….»
кафедра «………………………………»
Расчетно-пояснительная записка
на тему:
«Расчет и анализ идеального цикла ДВС
со смешанным подводом теплоты».
Выполнил: ……………………..
Проверил: ……………………..
Иваново 2009
Содержание
Задание
1. Расчет начальных параметров
1.1 Молярная масса газовой смеси
1.2 Газовая постоянная рабочеготела (смеси газов)
1.3 Массовые теплоемкости газовойсмеси
1.4 Показатель адиабаты.
2. Определение параметров рабочеготела в точках цикла
3. Расчет процесса цикла
3.1 Процесс адиабатного состояния
3.2 Процесс подвода теплоты поизохоре
3.3 Процесс подвода теплоты поизобаре
3.4 Процесс адиабатного расширения
3.5 Процесс отвода теплоты поизохоре
4. Расчет характеристик цикла
5. Исследование цикла
5.1 Влияние степени сжатия натермический КПД цикла
5.2 Влияние степени повышениядавления на термический КПД цикла
5.3 Влияние степени изобарногорасширения на термический КПД цикла
5.4 Анализ
Список используемой литературы
Приложение 1
Приложение 2
Задание
1 — Рассчитать идеальный цикл ДВС со смешанным подводом теплоты, которыйв соответствии с рисунком 1 включает следующие термодинамические процессыизменения состояния рабочего тела:
а) 1-2 — адиабатное сжатие;
б) 2-3 — подвод теплоты по изохоре;
в) 3-4 — подвод теплоты по изобаре;
г) 4-5 — адиабатное расширение;
д) 5-1 — отвод теплоты по изохоре.
q”1
/>/>/>/>/>/>/>/>/>Р 3 4
/>q’1
/>/>2
5
/>/>/>/>q2
1
/>/>V
Определить:
1.1 газовую постоянную рабочего тела;
1.2 значение давления, удельного объёма, температуры и энтропии во всехточках цикла;
1.3 для каждого из процессов, составляющих цикл, изменение внутреннейэнергии и энтальпии, значений теплоёмкости, теплоты и рабочего процесса;
1.4 характеристики цикла, в целом: количество подведенной и отведеннойтеплоты, среднее давление и термический КПД.
2 – Исследовать влияние степени сжатия, степени повышения давления истепени предварительного (изобарного) расширения на термодинамический КПДцикла.
Исследовать:
2.1 влияние степени повышения давления на термический КПД;
2.2 влияния степени сжатия на термический КПД;
2.3 влияние степени изобарного расширения на термический КПД.
Исходные данные для расчетов цикла ДВС.Состав компонентов рабочего тела,% ε λ ρ
СО2 СО
Н2О
N2
O2 18,5 1,5 2 8,5 6,5 10 75 -
1. Расчет начальных параметров
1.1 Молярная масса газовой смеси
μ=Σri*μi (1)
где n – числокомпонентов рабочего тела, n=4;
ri–объемная доля i-ого компонента в составе смеси;
μi – молярная масса i-ого компонента, кг/кмоль.
Рассчитываем молярную массу каждого компонента смеси:
μСО2=12+16*2=44 кг/кмоль
μСО=12+16=28 кг/кмоль
μN2=14*2=28 кг/кмоль
μН2О=1*2+16=18 кг/кмоль
Подставляя значения молярных масс каждого компонента в формулу (1),получаем общую молярную массу для газовой смеси:
μ=0,085*44+0,065*28+0,75*28+0,1*18
μ=28,36 кг/кмоль.
1.2 Газовая постоянная рабочего тела (смеси газов)
R=8314/μ (2)
где 8314 – постоянный коэффициент (константа);
μ – молекулярная масса газовой смеси, кг/кмоль
R=8314/28,36
R=293,1594 Дж/(кг*К)
R=0,293 кДж/(кг*К).
1.3 Массовые теплоемкости газовой смеси
-при постоянном объеме Сvвычисляют по формуле:
Сv=1/μ*Σri*μcvi (3)
гдеμcvi – молярнаятеплоемкость i-oro компонентасмеси, при постоянном объеме, зависящая от атомности газа, кДж/(кг*К)
Определяем молярную теплоёмкость каждою из компонентов:
СО2 – трехатомный газ, μcv=29,3кДж/(кмоль*К);
СО – двухатомный газ, μcv=20,8кДж/(кмоль*К);
N2 – двухатомный газ, μcv=20,8 кДж/(кмоль*К);
Н2О – трехатомный газ, μcv=29,3кДж/(кмоль*К);
Полученные значения подставляем в формулу (3)
Сv=1/28,36*(0,085*29,3+0,065*20,8+0,75*20,8+0,1*29,3);
Сv=0,7889 кДж/(кг*К).
-при постоянном давлении Ср вычисляют по формуле:
Ср=1/μ*Σri*μcpi (4)
где μcp – молярнаятеплоемкость i-ого компонента смеси, при постоянномдавлении, зависящая от атомности газа, кДж/(кг*К)
Определяют молярную теплоемкость каждого из компонентов:
СО2 – трехатомный газ, μcр=37,6кДж/(кмоль*К);
СО – двухатомный газ, μcр=29,12кДж/(кмоль*К);
N2 – двухатомный газ, μcр=29,12 кДж/(кмоль*К);
Н2О – трехатомный газ, μcр=37,6кДж/(кмоль*К);
Полученные значения подставляем в формулу (4):
Ср=1/28,36*(0,085*37,6+0,065*29,12+0,75*29,12+0,1*37,6);
Ср=1,0821 кДж/(кг*К).
1.4 Показатель адиабаты
k=Ср/Сv (5)
где Ср– массовая теплоемкость газовой смеси, при р=const, кДж/(кг*К);
Сv – массоваятеплоемкость газовой смеси, при v= const,кДж/(кг*К).
k=1,0821/0,7889
k=1,3717
2. Определение параметров рабочего тела в точках цикла
Для всех точек цикла определяют:
— давление Р, Па;
— температура Т, К;
— удельный объем V, м3/кг;
— энтропия S, кДж/(кг*К).
Точка 1.
Давление:
Р1=1 бар=105 Па.
Температура:
Т1=293 К.
Удельный объем:
V1=R*T1/P1 (6)
V1=293*293/105=0,859 м3/кг.
Энтропия:
S1= Сv*ln(T1/273)+R*ln((V1*μ)/22,4) (7)
S1=0,7889*ln(293/273)+0,293*ln((0,859*28,36)/22,4)
S1=0,0804 кДж/(кг*К).
где 273 – абсолютная термодинамическая температура, приблизительносоответствующая температуре тройной точки воды, т.е. нулю градусов Цельсия, К;
22,4 – объем, занимаемый 1 кмолем газа при нормальных физическихусловиях, м3.
Точка 2.
Давление.
Р2=Р1*εk (8)
Р2=105*18,51,3717
Р2=5,47 МПа.
где ε – степень сжатия рабочего тела.
Удельный объем:
V2=V1/ε (9)
V2=0,859/18,5
V2=0,0464 м3/кг.
Температура:
Т2=Т1*εk-1 (10)
Т2=293*18,50,3682
Т2=866,763 К.
Энтропия:
S2=S1 (11)
S2=0,0804 кДж/(кг*К).
Точка 3.
Удельный объем:
V3=V2; (12)
V3=0,0464 м3/кг.
Давление (степень повышения давления λ при изохорном подводе теплоты):
λ=Р3/Р2→Р3=λ*Р2 (13)
Р3=1,5*5,47
Р3=8,2 МПа.
где Р2 – давление в точки 2 цикла;
Р3 – в давление в точки 3 цикла.
Температура (изохора):
Р3/Р2=Т3/Т2→Т3=Р3*Т2/Р2 (14)
Т3=8,2*866/5,47
Т3=1300,1445 К.
где Т2 – температура в точке 2 цикла, К;
Т3 – температура в точке 3 цикла.
Энтропия S3:
S3=S2+Сv*ln(Т3/Т2) (15)
S3=0,0804+0,7889*ln(1300/866)
S3=0,4002 кДж/(кг*К).
где Сv – массовая теплоемкостьгазовой смеси при постоянном объеме, Дж/кг*К;
S2 – энтропия в точке 2 цикла,кДж/(кг*К);
S3– энтропия в точке 3 цикла,кДж/(кг*К).
Точка 4.
Так как в процессе 3-4 подвод теплоты осуществляется по изобаре, то естьР=const, то давление Р4 в точке 4 цикларавно давлению Р3 в точке Р3 цикла:
Р4=Р3 (16)
Р4=8,2 МПа.
Удельный объем:
ρ=V4/V3→V4=ρ*V3 (17)
V4=2*0,0464
V4=0,0929 м3/кг.
где ρ – степень изобарного расширения.
Температура:
V3/V4=T3/T4→T4=V4*T3/V3 (18)
Т4=0,929*1300,1445/0,0464
Т4=2600,289 К.
где V3 – удельный объем в точке3 цикла, м3/кг;
V4 – удельный объем в точке 4цикла, м3/кг;
Т4 – температура в точке 4 цикла, К.
Энтропия:
S4=S3+Cp*ln(T4/T3) (19)
S4=0,4002+1,0821*ln(2600,289/1300,1445)
S4=1,1503 кДж/(кг*К).
Точка 5.
Удельный объем:
Так как в процессе 5-1 осуществляется отвод теплоты по изохоре, то есть V=const, то удельный объем V5 в точке 5 цикла равен удельному объему V1 в точке 1 цикла:
V5=V1 (20)
V5=0,859 м3/кг.
Давление:
Р5/Р4=(V4/V5)k→P5=P4*(V4/V5)k (21)
P5=8,2*(0,0929/0,859)1,3717
P5=0,388 МПа.
где Р5– давление в точке 5 цикла, Па;
V5 – удельный объем в точке 5цикла, м3/кг;
k – показатель адиабаты.
Температура:
Т5/Т4=(V4/V5)k-1→T5=T4*(V4/V5)k-1 (22)
Т5=2600,289*(0,0929/0,859)0,3717
Т5=1137,3331 К.
где Т5– температура в точке 5 цикла, К;
V5 – удельный объем в точке 5цикла, м3/кг.
Энтропия: Так как при адиабатном процессе изменения состояния рабочеготела происходит без теплообмена с внешней средой, то энтропия рабочего тела вточке 5 цикла не изменяется (S5=S4), поэтому энтропию рабочего тела в точке 5цикла определяют из равенства:
S5=S4 (23)
S5=1,1503 кДж/(кг*К).
Результат расчетов представим в виде таблицы.
Параметры рабочего тела.Параметры рабочего тела. Точки цикла 1 2 3 4 5 Р, Па 100000 5472736 8209104 8209104 388168 V, м3/кг 0,8590 0,0464 0,0464 0,0929 0,8590 Т, К 293 866,7630 1300,1445 2600,2890 1137,3331 S, кДж/(кг*К) 0,0804 0,0804 0,4002 1,1503 1,1503
3. Расчет процессов цикла
Для каждого процесса цикла ДВС определяют следующие параметры:
— теплоемкость С, кДж/(кг*К);
— изменение внутренней энергии ΔU, кДж/кг;
— изменение энтальпии Δi, кДж/кг;
— количество подведенной или отведенной теплоты q,кДж/кг;
— работу расширения или сжатия l, кДж/кг.
3.1 Процесс адиабатного состояния (1 – 2)
Так как процесс 1 – 2 адиабатный, т.е. поршень движется от НМТ к ВМТ,осуществляется его адиабатное сжатие. К смеси не подводиться и не отводитсятепло и учитывая то, что теплоемкость – это количество тепла, необходимое длянагрева смеси на 10можно утверждать, что С=0 и q=0.
С=0 кДж/(кг*К). (24)
ΔU=U2-U1=Cv*(T2-T1) (25)
ΔU=0,7889*(866,763-293)
ΔU=452,6274 кДж/кг.
Δi=i2-i1=Cp*(T2-T1) (26)
Δi=1,0821*(866,763-293)
Δi=620,8779 кДж/кг.
q=0 кДж/кг. (27)
l=R/(k-1)*(T1-T2) (28)
l=0,293/(1,3717-1)*(293-866,763)
l=-452,5022 кДж/кг.
3.2 Процесс подвода теплоты при изохоре (2 – 3)
В процессе сгорания выделяется тепло, за счет которого рабочее телонагревается и давление повышается до величины соответствующей точке 3диаграммы. Пользуясь формулами для изохорного процесса, получим:
С=Cv(29)
С=0,7889 кДж/(кг*К).
ΔU=U3-U2=Cv*(Т3-Т2) (30)
ΔU=0,7889*(1300,1445-866,763)
ΔU=341,8839 кДж/кг.
Δi=i3-i2=Cp*(Т3-Т2) (31)
Δi=1,0821*(1300,1445-866,763)
Δi=468,9689 кДж/кг.
q=Cv*(Т3-Т2) (32)
q=0,7889*(1300,1445-866,763)
q=841,8839 кДж/кг.
l=0 кДж/кг. (33)
3.3 Процесс подвода теплоты по изобаре (3-4)
Начинается процесс расширения воздуха. За счет высокой температурывоздуха топливо воспламеняется и сгорает при растущем давлении, что обеспечиваетрасширение от V3 до V4при р=const. Пользуясь формулами для изобарногопроцесса, получим:
С=Ср (34)
С=1,0821 кДж/(кг*К).
ΔU=U4-U3=Cv*(Т4-Т3) (35)
ΔU=0,7889*(2600,289-1300,1445)
ΔU=1025,6517 кДж/кг.
Δi=i4-i3=Cp*(Т4-Т3) (36)
Δi=1,0821*(2600,289-1300,1445)
Δi=1406,9067 кДж/кг.
q=Cp*(Т4-Т3) (37)
q=1,0821*(2600,289-1300,1445)
q=1406,9067 кДж/кг.
l=P3*(V4-V3) (38)
l=8209103*(0,0929-0,0464)
l=381,1496 кДж/кг.
3.4 Процесс адиабатного расширения (4 – 5)
Под действием давления поршень движется к НМТ, совершая работу расширения,отдаваемую внешнему потребителю. Пользуясь формулами для адиабатного процесса,получим:
С=0 кДж/(кг*К). (39)
ΔU=U5-U4=Cv*(T5-T4) (40)
ΔU=0,7889*(1137,3331-2600,289)
ΔU=-1145,0897 кДж/кг.
Δi=i5-i4=Cp*(Т5-Т4) (41)
Δi=1,0821*(1137,3331-2600,289)
Δi=-1583,0876 кДж/кг.
q=0 кДж/кг. (42)
l=R/(k-1)*(T4-T5) (43)
l=0,293/(1,3717-1)*(2600,289-1137,3331)
l=603,7705 кДж/кг.
3.5 Процесс отвода теплоты при изохоре (5 – 1)
После прихода поршня в НМТ выпускной клапан открывается, цилиндросвобождается от части газов и давления в нем снижается до величины, несколькопревышающей атмосферное давление. Затем поршень вновь движется к ВМТ,выталкивая из цилиндра в атмосферу остающуюся часть газов:
С=Сv (44)
C=0,7889 кДж/(кг*К).
ΔU=U1-U5=Cv*(T1-T5) (45)
ΔU=0,7889*(293-1137,3331)
ΔU=-666,0734 кДж/кг.
Δi=i1-i5=Cp*(Т1-Т5) (46)
Δi=1,0821*(293-1137,3331)
Δi=-913,666 кДж/кг.
q=Cv*(Т1-Т5) (47)
q=0,7889*(293-1137,3331)
q=-666,0734 кДж/кг.
l=0 кДж/кг. (48)
Результаты расчетов представим в виде таблицы.
Характеристики процессов цикла. Процесс цикла 1 2 3 4 5 С, кДж/(кг*К) 0,7889 1,0821 0,7889 ΔU, кДж/кг 452,6274 341,8839 1025,6517 -1154,08 -666,073 Δi, кДж/кг 620,8779 468,9689 1406,9067 -1583,08 -913,666 q, кДж/кг 841,8839 1406,9067 -666,073 l, кДж/кг -452,502 381,1496 603,7705
4. Расчет характеристик цикла
Необходимо определить следующие характеристики цикла:
— количество подведенной теплоты q1,кДж/кг;
— количество отведенной теплоты q2,кДж/кг;
— количество теплоты превращенной в полезную работу q0,кДж/кг;
— работу расширения lp, кДж/кг;
— работу сжатия lс, кДж/кг;
— полезную работу lo, кДж/кг;
— термический КПД, ηt;
— среднее давление Рt, Па.
Расчет выполняется по формулам:
q1=q2-3+q3-4 (49)
q1=841,8839+1406,9067
q1=2248,7907 кДж/кг.
q2=q5-1 (50)
q2=-666,0734 кДж/кг.
q0=q1-q2 (51)
q0=2248,7907-(-666,0734)
q0=2914,8614 кДж/кг.
lp=l3-4+l4-5 (52)
lp=381,1496+603,7705
lp=984,92 кДж/кг.
lc=l1-2 (53)
lc=-452,5022 кДж/кг.
lo=lp-lc (54)
lo=984,92-(-452,5022)
lo=1437,4223 кДж/кг.
ηt=lo/q1 (55)
ηtт=1437,4223/2248,7907
ηtт=0,6392.
Рt=lo/(V1-V2) (56)
Рt=1437,4223/(0,859-0,0464)
Рt=1769,0766 Па.
Для того чтобы убедиться в отсутствии расчетных ошибок, вычисляем значениетермического КПД по формуле:
ηtн=1-1/(εk-1)*(λ*ρk-1)/(λ-1+k*λ*(ρ-1)) (57)
ηtн=1-1/(18,50,3717)*(1,5*21,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2-1))
ηtн=0,6191.
где ε – степень сжатия;
k – показатель адиабаты;
ρ – степень изобарного расширения;
λ – степень повышения давления.
Найдем погрешность вычисления по формуле:
Е=(ηtт-ηtн)/ηtт*100% (58)
Е=(0,6392-0,6191)/0,6392*100%
Е=3,14%- что допустимо.
Результаты расчетов по формулам приводим в виде таблицы.
Характеристики цикла.Характеристики цикла
q1
кДж/кг
q2
кДж/кг
q0
кДж/кг
lр
кДж/кг
lс
кДж/кг
l0
кДж/кг
ηt
pt
Па Результаты расчетов 2248 -666 2914 984 -452 1437 0,63 1769
5. Исследование цикла
5.1 Влияние степени сжатия на теоретический КПД цикла
По формуле вычисляем ηt длянескольких значений:
ε=0,75ε-1,25ε
при постоянных (заданных) значениях λ и ρ:
ε1=0,75*18,5=13,875
ε2=0,85*18,5=15,725
ε3=0,95*18,5=17,575
ε4=1,05*18,5=19,425
ε5=1,15*18,5=21,275
ε6=1,25*18,5=23,125
ηt=1-1/(εk-1)*(λ*ρk-1)/(λ-1+k*λ*(ρ-1))
ηt1=1-1/(13,8750,3717)*(1,5*21,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2-1))=0,5761
ηt2=1-1/(15,7250,3717)*(1,5*21,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2-1))=0,5954
η3=1-1/(17,5750,3717)*(1,5*21,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2-1))=0,6118
ηt4=1-1/(19,4250,3717)*(1,5*21,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2-1))=0,6260
ηt5=1-1/(21,2750,3717)*(1,5*21,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2-1))=0,6384
ηt6=1-1/(23,1250,3717)*(1,5*21,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2-1))=0,6494
Влияние степени сжатия на теоретический КПД цикла показано в приложении2.
5.2 Влияние степени повышения давления на теоретическийКПД цикла
По формуле ηt длянескольких значений:
λ=0,75λ-1,25λ
при постоянных значениях ε и ρ
λ1=0,75*1,5=1,125
λ2=0,85*1,5=1,275
λ3=0,95*1,5=1,425
λ4=1,05*1,5=1,575
λ5=1,15*1,5=1,725
λ6=1,25*1,5=1,875
ηt=1-1/(εk-1)*(λ*ρk-1)/(λ-1+k*λ*(ρ-1))
ηt1=1-1/(18,50,3717)*(1,125*21,3717-1)/(1,125-1+1,3717*1,125*1)=0,6127
ηt2=1-1/(18,50,3717)*(1,275*21,3717-1)/(1,275-1+1,3717*1,275*1)=0,6159
ηt3=1-1/(18,50,3717)*(1,425*21,3717-1)/(1,425-1+1,3717*1,425*1)=0,6182
ηt4=1-1/(18,50,3717)*(1,575*21,3717-1)/(1,575-1+1,3717*1,575*1)=0,6199
ηt5=1-1/(18,50,3717)*(1,725*21,3717-1)/(1,725-1+1,3717*1,725*1)=0,6212
ηt6=1-1/(18,50,3717)*(1,875*21,3717-1)/(1,875-1+1,3717*1,875*1)=0,6222
Влияние степени повышения давления на термический КПД цикла показано вприложении 2.
5.3 Влияние степени изобарного расширения на термическийКПД цикла
По формуле ηt длянескольких значений:
ρ=0,75ρ-1,25ρ
при постоянных значениях λ и ε
ρ1=0,75*2=1,5
ρ2=0,85*2=1,7
ρ3=0,95*2=1,9
ρ4=1,05*2=2,1
ρ5=1,15*2=2,3
ρ6=1,25*2=2,5
ηt=1-1/(εk-1)*(λ*ρk-1)/(λ-1+k*λ*(ρ-1))
ηt1=1-0,338*(1,5*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(1,5-1))=0,6427
ηt2=1-0,338*(1,7*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(1,7-1))=0,6331
ηt3=1-0,338*(1,9*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(1,9-1))=0,6237
ηt4=1-0,338*(2,1*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2,1-1))=0,6146
ηt5=1-0,338*(2,3*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2,3-1))=0,6058
ηt6=1-0,338*(2,5*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2,5-1))=0,5974
Влияние степени изобарного расширения на термический КПД цикла показано вприложении 2.
Результаты расчетов представлены в виде таблицы.
Результаты исследования цикла ДВС.Характеристики цикла Постоянные параметры λ ρ ε λ ε ρ 1,5 1,7 13,5 1,5 13,5 1,7 Переменные параметры и их значения
ε1
ε2
ε3
ε4
ε5
ε6
ρ1
ρ2
ρ3
ρ4
ρ5
ρ6
λ1
λ2
λ3
λ4
λ5
λ6 13,875 15,725 17,575 19,425 21,275 23,125 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 1,125 1,275 1,425 1,575 1,725 1,875
ηt
% 57,6 59,5 61,2 62,6 63,8 64,9 64,3 63,3 62,4 61,5 60,6 59,7 61,3 61,6 61,8 62,0 62,1 62,2 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
5.4 Анализ
В ДВС с воспламенением рабочей смеси (около ВМТ) от электрической искрывремя сгорания очень мало, в связи, с чем допустимо принять, что процессподвода теплоты осуществляется при постоянном объеме (процесс 3 – 2 и процесс 5– 1). В рассматриваемом цикле степень предварительного расширения ρ равна единице.
Таким образом, термический КПД цикла с подводом теплоты при постоянномобъеме зависит от свойств рабочего тела и конструкции двигателя. Этоиллюстрируется графиком (приложение 2), который показывает, что термический КПДдвигателя увеличивается по мере увеличения степени сжатия ε.
Нагрузка на двигатель в термодинамическом цикле характеризуетсяколичеством теплоты, подводимый к рабочему телу от горячего источника. Дляцикла с подводом теплоты при постоянном объеме(V=const).
Следовательно, нагрузка при заданных значениях Сvи Т2 пропорциональна степени повышения давления λ и не зависитот степени сжатия ε. Это свидетельствует о том, что термический КПД приизменении нагрузки не меняется.
Показывает, что с увеличением количества подведенной теплоты (степеньповышения давления λ) среднее давление цикла ρ также увеличивается.
В цилиндрах двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатияпри такте сжатия сжимается чистый воздух. Вблизи от ВМТ в цилиндр двигателячерез форсунку впрыскивается распыленное топливо, которое в среде горячеговоздуха самовоспламеняется и сгорает.
Процесс подвода теплоты к рабочему телу принимается в этом случаеизобарным (Р=const).
ηt=1-1/(εk-1)*(λ*ρk-1)/(λ-1+k*λ*(ρ-1)).
Данная формула показывает, что термический КПД рассматриваемого циклаувеличивается при возрастании степени сжатия ε (приложение 2) иуменьшается при возрастании степени предварительного расширения ρ (приложение2).
При увеличении нагрузки двигателя, то есть при увеличении количестваподведенной теплоты, увеличивается степень предварительного расширения ρ ине изменяется степень сжатия. Следовательно, по мере увеличения нагрузкидвигателя термический КПД цикла при постоянном давлении уменьшается (приложение2). Это подтверждается sT – диаграммой (приложение 1),показывающей, что по мере увеличения подвода теплоты выигрыш в работе цикла отдополнительных количеств теплоты постепенно уменьшается.
Список используемой литературы
1. Бошнякович Ф.В., Техническаятермодинамика. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1955.-ч1; 1956.-ч2.
2. Бродянский В.М.,Эксергетический метод и его изложение. – М.: Мир, 1967. -247с.
3. Варгафтик Н.Б. Справочник потеплофизическим свойствам газов и жидкостей. -2-е. – М.: Наука, 1972г.