16 Двигатели внутреннего сгорания

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

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

Ответить на вопрос:

Как влияют параметры цикла (ε, λ, ρ) на термический КПД?

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: с_υ=0,72 кДж/(кг·К), с_р=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

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.