16 Двигатели внутреннего сгорания

16.41 (Вариант 40) Для идеального цикла поршневого двигателя с подводом теплоты при (см. № варианта, табл.1.1) определить параметры всех основных точек, полезную работу, работу сжатия, работу расширения, удельное количество подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла Карно по условиям задачи, термический к.п.д цикла, если даны (см. табл., № варианта): давление р₁, температура Т₁, степень сжатия ε, степень расширения ρ, степень повышения давления λ, рабочее тело — воздух, показатель адиабаты k. Теплоемкость рабочего тела принять постоянной. Циклы представить в p-υ и T-s — диаграммах.

Таблица 1.1 — Варианты заданий 

1 Рассчитать термодинамические параметры в характерных точках цикла.

2 Рассчитать полезную удельную работу цикла, работу расширения, работу сжатия.

3 Рассчитать подводимую теплоту, отводимую теплоту, теплоту цикла.

4 Рассчитать термический к.п.д. цикла и термический к.п.д. цикла Карно. Сравнить к.п.д.

5 Рассчитать энтропии.

6 Изобразить в p-υ и T-s — диаграммах рассчитанный цикл.

7 Провести сравнительный анализ рассчитанного цикла двумя из способов сравнения.

8 Выводы.

16.42 (Вариант 40) Для идеального цикла поршневого двигателя с подводом теплоты при (см. № варианта, табл.2.1) определить параметры всех основных точек, полезную работу, работу сжатия, работу расширения, удельное количество подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла Карно по условиям задачи, термический к.п.д цикла, если даны (см. табл., № варианта): давление р₁=0,1 МПа, температура Т₁, степень сжатия ε, степень расширения ρ, степень повышения давления λ, рабочее тело — воздух, показатель адиабаты k=1,4. Теплоемкость рабочего тела принять постоянной. Циклы представить в p-υ и T-s — диаграммах.

Таблица 2.1 — Варианты заданий 

1 Рассчитать термодинамические параметры в характерных точках цикла.

2 Рассчитать полезную удельную работу цикла, работу расширения, работу сжатия.

3 Рассчитать подводимую теплоту, отводимую теплоту, теплоту цикла.

4 Рассчитать термический к.п.д. цикла и термический к.п.д. цикла Карно. Сравнить к.п.д.

5 Рассчитать энтропии.

6 Изобразить в p-υ и T-s — диаграммах рассчитанный цикл.

7 Провести сравнительный анализ рассчитанного цикла двумя из способов сравнения.

8 Выводы.

16.44 Двигатель внутреннего сгорания работает по смешанному циклу (подвод тепла при υ=idem и при p=idem). Рабочее вещество обладает свойствами, близкими к свойствам воздуха. Начальные параметры вещества р₁=1,1 бар, t₁=30 ºC. Конструктивные характеристики двигателя: ε=υ₁/υ₂=16; λ=p₃/p₂=1,7; ρ=υ₄/υ₃=1,5.

Определить параметры p, υ, t в переходных точках цикла, работу, тепло, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в каждом из процессов цикла, термический к.п.д. Изобразить цикл в p-υ и T-s — диаграммах. k=1,41; pυ=RT; R=8314/μ=8314/29=287 Дж/(кг·К); с_р=1,01 кДж/(кг·К); с_υ=0,722 кДж/(кг·К).

16.46 Для цикла двигателя внутреннего сгорания с комбинированным подводом тепла расход топлива составляет 0,035 кг на 1 кг рабочего тела. Начальные параметры: р₁, t₁. Степень сжатия ε. Максимальное давление в цикле 29,4·10⁵ Н/м². Определить термический к. п. д. и долю тепла топлива, подведенного в процессе p=const. Теплота сгорания топлива Q_н^р=29260 кДж/кг. Рабочее тело обладает свойствами воздуха.

Таблица 5 – Исходные данные 

16.47 Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания если известны давление р₁ и температура t₁ рабочего тела в начале сжатия.

Степень сжатия ε, степень повышения давления λ, степень предварительного расширения ρ — заданы индивидуально.

Определить работу, получаемую от цикла, его термический КПД и изменение энтропии отдельных процессов цикла. За рабочее тело принять воздух, считая теплоемкость его в расчетных интервалах температур постоянной, построить на миллиметровой бумаге в масштабе этот цикл в координатах р-υ и T-s. Дать к полученным графикам соответствующие пояснения.

16.48 Определить индикаторную мощность четырехтактного шестицилиндрового дизеля 64Н15/16, имеющего диаметр цилиндра d=0,15 м и ход поршня h=0,18 м. Частота вращения вала 1200 об/мин. Индицированием двигателя получена индикаторная диаграмма площадью 0,002 м² при масштабе давлений 0,012 м/МПа. Длина индикаторной диаграммы 0,18 м.

16.49 Рабочее вещество поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты обладает свойствами воздуха. Известны начальные параметры р₁, t₁ и следующие характеристики цикла: ε, λ и ρ. Определить параметры в характерных точках цикла, количество подводимой и отведенной теплоты, полезную работу и термический КПД цикла. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость считать постоянной. Данные, необходимые для решения задачи взять из табл.2.

Таблица 2

16.50 Для идеального цикла внутреннего сгорания с изохорным (изобарным) подводом теплоты определить параметры рабочего тела в характерных точках цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, полученную работу и термический КПД, если начальные параметры рабочего тела р₁, t₁, степень сжатия ε и степень повышения давления λ (степень предварительного расширения ρ), рабочее тело – воздух. Сравнить данный цикл с изохорным (изобарным) процессом подвода теплоты с циклом Дизеля (Отто) при условии равенства отведенной теплоты q₂ сравниваемых циклов и  степени сжатия ε циклов (P_max, T_max). Изобразить циклы в υp и sT- координатах.

Принять с_υm=0,72 кДж/(кг·К), с_рm=1,01 кДж/(кг·К).

Таблица 1 – Исходные данные