16 Двигатели внутреннего сгорания
16.111 (Вариант 62) Выполнить расчет термических параметров рабочего тела в характерных точках теоретического цикла тепловой машины по заданным параметрам начальной точки и известным характеристикам цикла. Определить изменение энергетических параметров (Δh, Δu, Δs), а так же работу в каждом из процессов, образующих цикл. Рассчитать термический КПД цикла (двумя способами), работу за цикл, подведенное и отведенное тепло в цикле. Рабочее тело обладает свойствами воздуха и имеет массу 1 кг. Построить в масштабе цикл в p,V- и T,s — диаграммах. Численные значения для решения задачи приведены в таблице 5.2.
Таблица 5.2 Варианты заданий к задаче 2
| Вид цикла | λ | ρ | р1, кПа | Т1, К | ε или π |
| ДВС с комбинированным подводом тепла | 1,32 | 1,12 | 100,5 | 280 | 8,3 |
Примечание. 1. ДВС — цикл двигателя внутреннего сгорания; ГТУ – цикл газотурбинной установки; λ — степень изохорного повышения давления; ρ — степень изобарного расширения; ε — степень сжатия; π — степень повышения давления в компрессоре. 2. При расчете цикла ДВС использовать — ε, при расчете цикла ГТУ — π.
Все задачи из: Трофимов М. А. Теплотехника Костромская ГСХА 2015
16.112 (Вариант 62) Определить индикаторный ηi и эффективный ηe КПД четырехтактного двигателя внутреннего сгорания по его конструктивным параметрам и среднему индикаторному давлению. Диаметр цилиндра двигателя D, ход поршня S, частота вращения коленчатого вала n0, число цилиндров z, среднее индикаторное давление pi, механический КПД ηM и удельный расход топлива ge приведены в таблице 5.6. Теплоту сгорания топлива принять равной Qнр=42 МДж/кг.
Таблица 5.6 — Варианты заданий к задаче 6
| D, мм | S, мм | n0, об/мин | z, шт | ηM | pi, кПа | ge, г/кВт·ч |
| 82 | 85 | 3250 | 6 | 0,80 | 680 | 210 |
Все задачи из: Трофимов М. А. Теплотехника Костромская ГСХА 2015
16.113 В цикле поршневого двигателя с комбинированным подводом тепла начальное давление р1=1 бар и температура t=27 ºC. Степень сжатия ε=10, степень повышения давления λ=2, максимальная температура цикла 1227 ºC, в изохорном процессе подводится 400 кДж/кг тепла. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. Определить параметры в характерных точках цикла, количество подведенного тепла, полезную работу и термический к.п.д. цикла. Определить также мощность одного цилиндра двигателя, если диаметр цилиндра 250 мм, ход поршня 340 мм, число оборотов n=200 об/мин; за каждые два оборота совершается один цикл.
16.114 Для идеального цикла ДВС со смешанным подводом тепла определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках, степень повышения давления, степень предварительного расширения, количество подводимого и отводимого тепла, работу цикла и термический КПД цикла, если начальные параметры рабочего тела р=0,1 МПа, t=27 ºC, степень сжатия ε=14, максимальные параметры цикла: р=6,5 МПа, t=1500 ºC.
Определить также изменение энтальпии, энтропии и внутренней энергии, количество подведенной (или отведенной) теплоты, работу в каждом из процессов. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. Изобразить цикл в системах координат pυ и Ts.
16.115 Для цикла двигателя с подводом теплоты при υ=const начальные параметры воздуха: t1=20 ºC, р1=0,1 МПа. Степень сжатия ε=6. Максимальное давление в цикле 3,7 МПа.
Определить параметры состояния в характерных точках, работу и термический КПД цикла. Определить также мощность одного цилиндра двигателя, если диаметр цилиндра 250 мм, ход поршня 340 мм, число оборотов n=200 об/мин, двигатель двухтактный. Изобразить цикл в системах координат рυ и Ts.
16.116 Двигатель работает по циклу с подводом теплоты при υ=const. Начальное состояние рабочего тела: р1=0,17 МПа, t1=27 ºC, степень сжатия ε=10. При сгорании топлива выделяется энергия в количестве 300 кДж/кг.
Определить параметры в характерных точках, работу, количество подведенной и отведенной теплоты, изменение энтальпии, энтропии и внутренней энергии в каждом из процессов, работу и термический КПД цикла. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. Изобразить цикл в системах координат рυ и Ts.
16.117 Двигатель работает по циклу с подводом теплоты при υ=const. Начальное состояние рабочего тела: р1=0,1 МПа, t1=27 ºC. Расход топлива составляет 44 г на 1 кг воздуха. Теплота сгорания топлива Q=39260 кДж/кг. Степень сжатия ε=6.
Определить параметры в характерных точках, работу, количество подведенной и отведенной теплоты, изменение энтальпии, энтропии и внутренней энергии в каждом из процессов, работу и термический КПД цикла. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. Изобразить цикл в системах координат рυ и Ts.
16.118 В теоретическом цикле дизеля со степенью сжатия ε=12, максимальной температурой цикла 2000 К и параметрами рабочего тела в начале сжатия р1=0,1 МПа, t1=40 ºC определить параметры состояния в характерных точках цикла, степень предварительного расширения, термический КПД и работу цикла.
Определить изменение энтальпии, энтропии и внутренней энергии, количество подведенной и отведенной теплоты, работу в каждом из процессов. рабочее тело обладает свойствами воздуха. Изобразить цикл в системах координат pυ и Ts.
16.119 Сухой воздух массой 1 кг в идеальном цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты имеет начальные параметры р1=0,1 МПа и t1=67 ºC. Определить основные параметры рабочего тела в переходных точках цикла, термический КПД и полезную работу цикла, если заданы степень сжатия ε, количество подведенной теплоты по изохоре qυ и по изобаре qp. Теплоемкость воздуха принять не зависящей от температуры.
Таблица 2– Числовые данные к задачам контрольной работы
| Предпоследняя цифра шифра | ε | qυ, кДж/кг | qр, кДж/кг |
| 1 | 10 | 600 | 300 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Термодинамика и теплопередача СамГУПС 2012
16.120 Двигатель работает по циклу с подводом теплоты при p=const. Начальное состояние рабочего тела: р1=0,12 МПа, t1=25 ºС, степень сжатия ε=15. При сгорании топлива выделяется энергия в количестве 240 кДж/кг.
Определить параметры в характерных точках, работу, количество подведенной и отведенной теплоты, изменение энтальпии, энтропии и внутренней энергии в каждом из процессов, работу и термический КПД цикла. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. Изобразить цикл в системах координат рυ и Ts.
