16 Двигатели внутреннего сгорания
16.101 Определить параметры (р, υ, Т) рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно — изобарным подводом теплоты (смешанный цикл), если известны давление р1 и температура t1 рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия ε, степень повышения давления λ, степень предварительного расширения ρ заданы. Показатель политропы сжатия равен n1, показатель политропы расширения равен n2.
Определить подведенную и отведенную теплоты, полезную работу цикла, его термический КПД и изменение энтропии отдельных процессов цикла. За рабочее тело принять воздух, считая теплоемкость его в расчетном интервале температур постоянной.
Построить на «миллиметровке» в масштабе этот цикл в координатах р-υ и T-s. Дать к полученным графикам соответствующие пояснения. Данные для расчета взять из таблицы 3.2.
Контрольный вопрос. В чем смысл второго закона термодинамики?
Таблица 3.2 — Исходные данные для задачи 2
| Сумма двух последних цифр шифра 0 | ||||||
| р1, МПа | t1, ºC | ε | λ | ρ | n1 | n2 |
| 0,1 | 15 | 14 | 1,7 | 1,6 | 1,26 | 1,4 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.
ВУЗ: РГАЗУ
16.102 Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно — изобарным подводом теплоты (смешанный цикл), если известны давление р1 и температура t1 рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия ε, степень повышения давления λ, степень предварительного расширения ρ заданы.
Определить работу, получаемую от цикла, его термический КПД и изменение энтропии отдельных процессов цикла. За рабочее тело принять воздух, считая теплоемкость его в расчетном интервале температур постоянной.
Построить на «миллиметровке» в масштабе этот цикл в координатах р-υ и T-s. Дать к полученным графикам соответствующие пояснения.
Контрольный вопрос. В чем смысл второго закона термодинамики?
Таблица 2.1 — Исходные данные для расчета цикла
| р1, МПа | t1, К | ε | λ | ρ |
| 0,15 | 19 | 23,0 | 1,93 | 2,26 |
16.103 Для теоретического цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно-изобарным подводом теплоты определить параметры состояния р, υ, Т характерных точек цикла, полезную работу и термический КПД по заданным значениям начального давления р1 и температуры t1 степени сжатия ε, степени повышения давления λ и степени предварительного расширения ρ. Рабочим телом считать воздух, полагая теплоемкость его постоянной. Изобразить цикл ДВС в рυ- и Ts — диаграммах. Сравнить термический КПД цикла с термическим КПД цикла Карно, проведенного в том же интервале температур t1÷t4. Данные для решения задачи выбрать из табл. 1.
Таблица 1 – Исходные данные
| р1, кПа | t1, ºC | ε | λ | ρ |
| 98 | 30 | 16 | 1,4 | 1,6 |
Ответить на вопрос:
Как влияют параметры цикла (ε, λ, ρ) на термический КПД?
16.104 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. 31.
Таблица 31
| Вариант 00 | ||||
| D, мм | S, мм | ω, мин-1 | z, шт | pi, кПа |
| 80 | 97 | 1800 | 4 | 850 |
Чем отличаются процессы приготовления горючей смеси и ее воспламенения в карбюраторных и дизельных двигателях?
Все задачи из: Балахонцев Е.В. Верес А.А. Теплотехника
16.105 Поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по циклу со смешанным подводом теплоты, имеет следующие характеристики: степень сжатия ε=16, степень повышения давления λ=1,7, степень предварительного расширения ρ=1,8. Начальная температура t1=15 ºC и давление р1=0,12 МПа. Принимая за рабочее тело воздух, определите: параметры (р, υ, Т) для основных точек цикла, теплоту, подводимую и отводимую в цикле, термический к.п.д. и полезную работу. Изобразите цикл в рυ- и Ts — диаграммах.
16.106 Для идеального поршневого двигателя определить параметры всех основных точек, полезную удельную работу, удельное количество подведенной и отведенной теплоты, термический кпд цикла, среднее давление теоретического цикла. Начальное давление цикла р1=0,1 МПа, t1=20 ºC. Рабочее тело — воздух с удельной газовой постоянной R=287 Дж/(кг·К), теплоемкости: сυ=0,72 кДж/(кг·К), ср=1,01 кДж/(кг·К), показатель адиабаты k=1,4. Значения ε, λ и ρ выбираются из таблицы. Построить диаграмму цикла в pυ — координатах.
Таблица 3 – Исходные данные для решения задачи
| Вариант | ε | λ | ρ |
| 13 | 17 | 1,6 | 1,5 |
16.107 Двигатель работает по циклу с подводом тепла при υ=const. Начальное состояние рабочего тела: р1=0,9 бар, t1=20 ºC, степень сжатия ε=4,6. Максимальная температура цикла 1700 К.
Определить параметры в характерных точках, работу цикла, количество подведенного и отведенного тепла, термический к.п.д. и мощность одного цилиндра двигателя, если диаметр цилиндра 25 мм, ход поршня 340 мм, число оборотов n=200 об/мин; за каждые два оборота совершается один цикл. Рабочее тело обладает свойствами воздуха.
16.108 (Вариант 04) Для идеализированного термодинамического цикла двигателя внутреннего сгорания с заданным способом подвода и отвода теплоты определить параметры рабочего тела (воздуха) в характерных точках цикла, подведенную и отведенную теплоту, работу, среднее давление и термический КПД цикла. Построить цикл в р-υ координатах в выбранном масштабе, дать полное название полученного цикла. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 4. Для всех вариантов начальное давление рабочего тела р1=0,1 МПа.
Таблица 4
| Способ. подвед. тепла | Степень сжатия | Температура | |
| t1, ºC | t2, ºC | ||
| p=const | 20 | 2100 | - |
Продолжение таблицы 4
| Способ отвода тепла | Масса рабочего тела | Начальная температура | Показатель адиабаты |
| V=const | 2,0 | 30 | 1,32 |
16.109 Определите эффективную мощность 4-х тактного двигателя внутреннего сгорания Nэф по его конструктивным характеристикам, среднему индикаторному давлению pi и механическому КПД ηм.
Какова теоретически будет мощность двухтактного двигателя с теми же параметрами?
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант 00 | |||||
| D, мм | S, мм | n, об/мин | Z | pi, ат | ηм |
| 100 | 100 | 2250 | 4 | 6,5 | 0,85 |
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.
Все задачи из: Основы термодинамики и теплотехники СахГУ
16.110 Рассчитать цикл теплового двигателя с максимальной температурой рабочего тела t3, в котором сжатие и расширение рабочего тела осуществляются по политропам с показателями n1 и n2 соответственно.
Определить:
— параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла;
— подведенную и отведенную теплоту;
— работу цикла и его КПД;
построить p-υ диаграмму цикла.
— В качестве рабочего тела рассматривать воздух, зависимостью его теплоемкости от температуры — пренебречь.
— Начальное состояние рабочего тела соответствует нормальным условиям.
— Тип цикла и данные для расчета выбрать из таблицы 3.
Таблица 3
| Вариант 81 | ||||
| Вид цикла | ε | t3, ºC | n1 | n2 |
| ДВС p=const (Дизеля) | 13 | 1000 | 1,30 | 1,27 |
