16 Двигатели внутреннего сгорания
16.31 1 кг воздуха работает по циклу, изображенному на рис.53. Начальное давление р1=0,1 МПа, начальная температура t1=27 ºC, а степень сжатия ε=5. Количество теплоты, подводимой во время изохорного сжатия, равно 1300 кДж/кг.
Определить параметры воздуха в характерных точках и полезную работу цикла. Теплоемкость воздуха считать постоянной.
Ответ: υ1=0,860 м³/кг, υ2=0,172 м³/кг, Т2=510 К, р2=0,85 МПа, Т3=2308 К, р3=3,85 МПа, υ4=0,860 м³/кг, Т4=1350 К, р4=0,45 Ма, l0=651 кДж/кг.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
16.32 Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном давлении или постоянном объеме определить параметры рабочего тела в характерных точках цикла, полную работу, количество подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла. Изобразить цикл двигателя в рυ- и Ts — диаграммах. Константы рабочего тела (продуктов сгорания) принять по воздуху. Удельную теплоемкость воздуха принять независящей от температуры и равной cp=1,04 кДж/(кг·К), k=cp/cυ=1,4.
Начальное давление р1 принять равным атмосферному, начальную температуру t1 — равной температуре окружающего воздуха.
Данные для решения задачи выбрать из табл. 1.
Ответит на вопросы:
1 Как влияет степень сжатия на термический КПД цикла?
2 КПД какого цикла (при p=const или υ=const) больше при одинаковых степенях сжатия? Ответы иллюстрировать изображением циклов в pυ- и Ts — диаграммах.
3 Как изменится КПД ДВС с уменьшением показателя адиабаты k?
Таблица 1
| Вариант 1 | |||
| Степень сжатия ε |
Степень предварительного расширения ρ |
Температура окружающего воздуха, ºС |
Атмосферное давление, мм рт. ст. |
| 11 | 2,2 | 5 | 750 |
Варианты задачи: 8, 2, 6, 3, 9, 0.
16.33 Для идеального цикла Отто поршневого двигателя (с изохорным подводом теплоты) определить максимальные значения абсолютного давления и температуры.
Рабочее тело — идеальный газ со свойствами воздуха (R=287 кДж/(кг·К), k=1,4).
Известный параметры в начальной точке: абсолютное давление р1=100 кПа и температура t1=27 ºC, а также степень сжатия ε=10, количество подводимой теплоты 2,0 МДж/кг.
16.34 (Вариант 18) Определить термический КПД цикла двигателя внутреннего сгорания с изобарным подводом теплоты, если начальное давление р1=0,98 МПа, количество подведенной теплоты составляет q1, температура рабочего тела (воздух) в конце сжатия t2, степень сжатия ε. Сжатие и расширение происходит по адиабатам.
Как изменится термический КПД цикла, если при том же общем количестве подведенной теплоты, часть q1 (в %) подвести по изохоре?
Цикл изобразить в p-υ и T-s — диаграммах. Данные для решения задачи выбрать из табл.4.
Таблица 4
| q1, МДж/кг | t2, ºС | ε | q1, % |
| 1,36 | 920 | 12 | 25 |
16.35 Для цикла двигателя внутреннего сгорания с изохорным подводом теплоты определить параметры всех узловых точек цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, работу цикла и теоретический КПД цикла. Начальное давление и температура, а также величины ε и λ заданы. Рабочее тело — воздух, масса — 1 кг; теплоемкость рабочего тела принять постоянной. Исходные данные в табл.6.
Таблица 6
| Вариант | р1, бар | T1, K | ε | λ |
| 30 | 1 | 310 | 4,2 | 3,5 |
16.36 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, t1, ε, λ, k=1,4.
Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.
Таблица 5
| Вариант | р1, МПа | t1, ºC | ε | λ |
| 6 | 0,35 | 160 | 11 | 2,5 |
Все задачи из: Гончарова Н.В. Основы термодинамики 2013
16.37 В цикле с подводом теплоты при p=const начальное давление воздуха р1=0,09 МПа, температура t1=47 ºC, степень сжатия ε=12, степень предварительного расширения ρ=2 и V1=1 м³.
Определить параметры в характерных точках цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, работу цикла и его термический к.п.д. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.
Ответ: V2=0,0832 м³, V3=0,166 м³, р2=2,92 МПа, р4=0,24 МПа, Т2=865 К, Т3=1730 К, Т4=845 К, L0=478 кДж/кг, Q1=842 кДж/кг, Q2=364 кДж/кг, ηt=0,565.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
16.38 Построить график зависимости термического к.п.д. цикла с подводом теплоты при p=const от степени предварительного расширения для значений его от 1,5 до 3,5 при ε=16 и k=1,4.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
16.39 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 t1 температура 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. Напишите уравнение теплового баланса котельного агрегата и дайте характеристику всех его составляющих?
Таблица 3.2 — Исходные данные для задачи 2
| Вариант 7 | ||||||
| р1, МПа | t1, ºС | ε | λ | ρ | n1 | n2 |
| 0,1 | 22 | 16 | 1,8 | 1,5 | 1,33 | 1,37 |
16.40 Определить к.п.д. и работу цикла с подводом тепла по изохоре (рис.VII-2), если даны р1абс=1 бар, t1=0 ºC, р3абс=53 бар, р4абс=3?5 бар, рабочее тело — 1 кг сухого воздуха.
