16 Двигатели внутреннего сгорания

16.1 Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при υ=const определить параметры характерных для цикла точек, количества подведенной и отведенной теплоты, термический к.п.д. цикла и его полезную работу, если дано: р₁=0,1 МПа, t₁=100ºC, ε=6, λ=1,6, k=1,4.

Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.

Ответ: υ₁=1,07 м³/кг, υ₂=0,178 м³/кг, Т₂=761 К, Т₃=1217 К, Т₄=597 К, р₃=1,96 МПа, р₄=0,156 МПа, q₁=329,7 кДж/кг, q₂=162 кДж/кг, η_t=0,51, l₀=167,7 кДж/кг.

16.3 Определить основные параметры рабочего тела в переходных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты, степень сжатия, термический КПД и полезную работу. Заданы характеристики цикла λ и ρ. В начальной точке цикла р₁=0,1 МПа и t₁=67 ºC. Температура в конце адиабатного процесса сжатия рабочего тела равна 600 ºС. Рабочее тело — 1 кг сухого воздуха. Изобразить цикл в рυ и Ts-координатах.

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

ВУЗ: МИИТ

16.4 Поршневой двигатель работает на воздухе, по циклу с подводом теплоты при v=const. Начальное состояние воздуха: р₁=0,785 МПа и t₁=17ºC. Степень сжатия ε=4,6. Количество подведенной теплоты составляет 100,5 кДж/кг.

Найти термический к.п.д. двигателя и его мощность, если диаметр цилиндра d=0,24 м, ход поршня S=0,34 м, число оборотов n=21 рад/с (200 об/мин) и за каждые два оборота совершается один цикл.

Ответ: η_t=0,457, N=14,5 кВт.

16.5 Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при υ=const определить параметры в характерных точках, полученную работу, термический к.п.д., количество подведенной и отведенной теплоты, если давно: р₁=0,1 МПА; t₁=20ºC; ε=3,6; λ=3,33; k=1,4.

Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.

 Ответ: υ₁=0,84 м³/кг, υ₂=0,233 м³/кг, Т₂=489 К, р₂=0,6 МПа, υ₃=0,233 м³/кг, р₃=2,0 МПа, Т₃=1628 К, Т₄=976 К, р₄=0,33 МПа, q₁=825 кДж/кг, q₂=495 кДж/кг, η_t=0,4, l₀=330 кДж/кг.

16.6 В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при υ=const степень сжатия ε=5, степень увеличения давления λ=1,5.

Определить термический к.п.д. этого цикла, а также цикла Карно, совершающегося при тех же предельных температурах. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.

Ответ: η_t=0,476, η_tK=0,651.

16.7 Температура воспламенения топлива, подаваемого в цилиндр двигателя с изобарным подводом теплоты, равна 800ºC.

Определить минимально необходимое значение степени сжатия ε, если начальная температура воздуха t₁=77ºC. Сжатие считать адиабатным, k=1,4.

Ответ: ε=16,4.

16.8 Для цикла с подводом теплоты при p=const (рис.1) найти параметры в характерных точках, полезную работу, термический к.п.д., количество подведенной и отведенной теплоты, если дано: р₁=0,1 МПа; t₁=20ºC; ε=12,7; k=1,4. Рабочее тело — воздух. теплоемкость считать постоянной.

Ответ: υ₁=0,840 м³/кг, υ₂=0,0661 м³/кг, υ₃=0,1322 м³/кг, υ₄=0,840 м³/кг, t₂=536 ºC, t₃₌1345 ºC, t₄=500 ºC, р₂=3,51 МПа, р₃=3,51 МПа, р₄=0,264 МПа, q₁=818 кДж/кг, q₂=347 кДж/кг, η_t=0,576, l₀=471 кДж/кг.

16.9 Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при p=const определить параметры в характерных точках, полезную работу, количество подведенной и отведенной теплоты и термический к.п.д., если дано: р₁=100 кПа; t₁=70ºC; ε=12; k=1,4, ρ=1,67. Рабочее тело — воздух. теплоемкость считать постоянной.

Ответ: υ₁=0,980 м³/кг, υ₂=0,082 м³/кг, υ₃=0,140 м³/кг, υ₄=0,980 м³/кг, t₂=654 ºC, t₃₌1375 ºC, t₄=413 ºC, р₂=3,24 МПа, р₃=3,24 МПа, р₄=0,200 МПа, q₁=627 кДж/кг, q₂=255 кДж/кг, η_t=0,593, l₀=372 кДж/кг.

16.10 Определить удельный эффективный расход топлива шестицилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если среднее эффективное давление р_е = 7,2·10⁵ Па, полный объем цилиндра V_а = 7,9·10^-4 м³, объем камеры сгорания V_с = 6,9·10^-5 м³, частота вращения коленчатого вала n = 37 об/с и расход топлива В = 3,8·10^-3 кг/с.

Ответ: b_e = 0,238 кг/(кВт·ч).

Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf