16 Двигатели внутреннего сгорания
16.61 (Вариант 34) Для идеального цикла ДВС, рабочее тело которого – двухатомный идеальный газ (молярная масса 28,97 кг/моль), определить: температуру, давление, удельный объем в узловых точках, характеристики ε, λ, ρ, а также термический КПД и сравнить его с термическим КПД цикла Карно в том же интервале температур, если известны следующие параметры:
| υа, м3/кг | tа, ºC | pc, МПа | pb, МПа | q1υ, кДж/кг | Цикл |
| 0,9 | 70 | 3,9 | 0,3 | 195 | Тринклера |
Построить цикл в р-υ и T-s координатах. Рассчитать тепловой баланс (подводимое и отводимое количество теплоты в каждом термодинамическом процессе) и работу цикла. Рассчитать изменение энтропии в каждом процессе.
16.62 Определить степень сжатия, давление и температуру в переходных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объеме, а также термический КПД, удельные значения (на 1 кг рабочего тела) полезной работы, подведенной и отведенной теплоты, если известно, что абсолютное давление рабочего тела в начале сжатия р1=95 кПа, а в конце сжатия — р2. Отношение давлений рабочего тела в процессе подведения теплоты λ. Температура в начале процесса сжатия t1=47 ºC. Рабочим телом считать сухой воздух.
Таблица 2 – Числовые данные к задачам
| Последняя цифра номера зачетной книжки | р2, МПа | λ |
| 0 | 0,65 | 3,2 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: ИрГУПС
16.63 Определить литровую мощность и удельный индикаторный расход топлива четырехцилиндрового (i=4) четырехтактного (τ=4) двигателя, если среднее индикаторное давление равно pi (Па). Диаметр цилиндра D=0,12 м, ход поршня S=0,1 м, угловая скорость вращения коленчатого вала ω, (рад/c), механический КПД ηм и удельный расход топлива 0,008 кг/c.
Данные для расчета принять по табл. 4.1.
Таблица 4.1 — Данные к задаче №4
| Вариант | pi, МПа | ω, рад/c | ηм |
| 1 | 0,80 | 377 | 0,80 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.
Все задачи из: Ненишев А.С. Иванов А.Л. Теплотехника СибАДИ 2009
16.64 (Вариант 04) Рассчитать теоретический цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС), считая, что рабочим телом является воздух с начальными параметрами р1=0,1 МПа, t1=20 ºC. Определить основные параметры рабочего тела P, V, T во всех точках цикла, изменение внутренней энергии Δu, энтальпии Δh, энтропии Δs для всех процессов и для цикла; теплоту и работу для процессов и для цикла, а также термический КПД цикла. Дать сводную таблицу и изобразить цикл в PV- и TS-диаграммах. Исходные данные брать из табл.6.3.
Таблица 6.3
| Цикл | Степень сжатия, ε | Степень предварительного расширения, ρ |
| Дизеля | 17 | 2,1 |
16.65 Для цикла ДВС с подводом теплоты при p=const определить параметры в характерных точках, полезную работу и термический КПД, если р1=0,833 бар; t1=25 ºC, подведенная теплота составляет 773,3 кДж/кг, ε=14.
Определить так же мощность (N) двухтактного дизеля, работающего по рассчитанному циклу, если диаметр цилиндра 420 мм, ход поршня 1200 мм, частота вращения коленчатого вала 160 об/мин. Принять: ср=1 кДж/(кг·К), сυ=0,7 кДж/(кг·К).
16.66 (Вариант 51) Для идеального цикла поршневого двигателя с подводом тепла при V=const определить параметры всех основных точек, полезную работу, количество подведенной и отведенной теплоты, термический к.п.д. цикла Карно по условиям задачи, термический к.п.д. цикла, среднее индикаторное давление, если даны: р1=1 бар, Т1, К степень сжатия ε, степень повышения давления λ. Рабочее тело – воздух с газовой постоянной R=287 Дж/(кг·град), показатель адиабаты k=1,4. Теплоемкость рабочего тела принять постоянной. Расчет провести на 1 кг рабочего тела.
Таблица 1 – Исходные данные
| T1, K | ε | λ |
| 302 | 4,12 | 3,95 |
16.67 Определить индикаторную мощность Ni двухтактного двигателя внутреннего сгорания по его конструктивным параметрам и среднему индикаторному давлению. Значения диаметра цилиндра двигателя D, ход поршня s, угловую скорость коленчатого вала ω, число цилиндров z и среднее индикаторное давление pi выбрать из табл. 30.
Таблица 30
| Вариант | D, мм | S, мм | ω,мин-1 | z, шт | pi, кПа |
| 00 | 80 | 97 | 0 | 4 | 850 |
Чем отличаются процессы приготовления горючей смеси и ее воспламенения в карбюраторных и дизельных двигателях?
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
Методические указания 2008-го года.pdf
ВУЗ: ТОГУ
16.68 Идеальный цикл двигателя внутреннего сгорания с комбинированным подводом теплоты
Цикл осуществляется одним кг воздуха, как идеальным газом,
где R – газовая постоянная R = 287 Дж/(кг·К);
ср — удельная теплоемкость при постоянном давлении, ср =1009 Дж/(кг·К);
сυ — удельная теплоемкость при постоянном объеме, ср =721 Дж/(кг·К);
ε — степень сжатия ε = υ1/υ2;
λ — степень повышения давления λ = р3/р2;
ρ — степень предварительного расширения ρ = υ4/υ3.
Исходные данные принять по таблице 1
Таблица 1 — Исходные данные для расчета цикла ДВС
| № п/п в журнале | р1, МПа | Т1, К | ε | λ | ρ |
| 1 | 0,08 | 300 | 14 | 2,5 | 1,2 |
Задание
1 Определить вид идеального цикла ДВС.
2 Рассчитать цикл.
2.1 Определить неизвестные параметры в узловых точках цикла.
2.2. Определить изменение удельной энтропии Δs, кДж/(кг·К).
2.3. Определить удельную работу сжатия, расширения и полезную работу цикла.
2.4. Определить удельное тепло подведенное, отведенное и полезное в цикле.
2.5. Определить термический КПД цикла.
2.6. Определить среднее интегральное давление.
3 Изобразить цикл в рυ и Ts координатах по данным расчета, обозначить узловые точки цикла (в масштабе).
4 Изобразить индикаторную диаграмму в pV координатах (б/м).
5 Ответить на контрольные вопросы:
5.1 Назовите виды поршневых ДВС.
5.2 Какие допущения принимаются при анализе идеальных термодинамических циклов ДВС?
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34.
16.69 В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при p=const начальное давление р1=0,12 МПа, начальная температура t1=10 ºC, степень сжатия ε=12, степень предварительного расширения 2,0 и показатель адиабаты k=1,4. Определить параметры (p, υ, T) и характерные для цикла точках, количество подведенной и отведенной теплоты, полезную работу и термический к.п.д. цикла.
ВУЗ: МАДИ
Все задачи из: Еремин В.И. Термодинамика и теплопередача МАДИ 2017
16.70 Для бескомпрессорного дизеля, работающего по циклу Тринклера с изохорно – изобарным подводом теплоты определить основные параметры состояния р, υ, Т характерных точек цикла, полезную работу и термический КПД двигателя по заданным значениям начального давления р1 и температуре t1, степени сжатия ε (υ1/υ2), степени повышения давления λ (p3/p2) и степени предварительного расширения ρ (υ3/υ2). Рабочим телом считать воздух, полагая теплоемкость его постоянной. Изобразить цикл двигателя внутреннего сгорания в p-υ и T-s диаграммах.
Таблица 6.1 – Исходные данные
| р1, кПа | t1, ºC | ε | λ | ρ |
| 96 | 17 | 18 | 1,5 | 1,5 |
ВУЗ: МАДИ
Все задачи из: Еремин В.И. Термодинамика и теплопередача МАДИ 2017
