16 Двигатели внутреннего сгорания
16.81 Изобразите принципиальную схему любого теплового двигателя, используемого в вашем авиапредприятии, укажите его основные конструктивные элементы и опишите принцип действия.
Укажите, какой из поршневых двигателей: дизельный или карбюраторный, экономичнее и объясните почему.
16.82 Рассчитать теоретический цикл двигателя внутреннего сгорания с изохорным подводом теплоты (цикл Отто), определив:
1) параметры рабочего тела в характерных точках;
2) изменение внутренней энергии (Δu), теплоту (q), работу (l), а также изменение энтальпии (Δh) и энтропии (Δs) в каждом из составляющих цикл процессов;
3) термический КПД цикла и термический КПД цикла Карно в том же интервале температур.
Считать рабочим телом – воздух с начальными параметрами р1=0,1 МПа, t1=10 ºC. Значение степени сжатия υ1/υ2 и степени повышения давления λ=p3/p2 взять из табл. 3.
Изобразить цикл в p-υ и T-s — координатах.
Считать теплоемкости воздуха не зависящими от температуры.
Таблица 3 – Исходные данные
| Вариант | ε | λ |
| 15 | 5,5 | 3,8 |
16.83 Тепловая машина работает по циклу Дизеля. Давление и температура в начале адиабатного сжатия равны соответственно р1=0,11 МПа, Т1=290 К. Степень сжатия ε=10. В качестве рабочего тела использован воздух. Определить работу за цикл, подведенную теплоту, термодинамические параметры в характерных точках, КПД цикла и построить цикл в координатах pV и TS. Учесть, что удельная теплоемкость равна Сpm=1,007 кДж/(кг·К), а степень повышения давления λ=2,5.
16.84 (Вариант 8) Произвести расчет цикла двигателя внутреннего сгорания. Для этого определить:
а) параметры в характерных точках цикла;
б) количество подведенного и отведенного тепла;
в) КПД цикла.
По рассчитанным параметрам построить в масштабе цикл в pV — диаграмме.
Рабочее тело массой 1 кг обладает свойствами воздуха.
Таблица 1 – Исходные данные
| р1, бар | Т1, К | ε | ρ | λ |
| 11,5 | 315 | 9,4 | 1,5 | 1,0 |
16.85 (Вариант 22) Для идеального цикла ДВС определить параметры характерных точек, количества подведенной и отведенной теплоты. термический к. п. д., полезную работу цикла, среднее индикаторное давление, построить на «миллиметровке» в масштабе этот цикл в координатах pV и Ts. Данные, необходимые для решения задачи. выбрать из таблицы 1.
Таблица 1 – Исходные данные
| ρ | λ | ε | t1, ºC | р1, МПа |
| 1 | 1,7 | 8 | 100 | 0,1 |
Указания. Расчет провести без учета зависимости теплоемкости от температуры, рабочее тело – воздух, расчет провести для 1 кг, ср=1 кДж/(кг·град), t1 и p1 — соответственно температура и давление в начале сжатия.
16.86 Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объеме определить степень сжатия, основные параметры рабочего тела в переходных точках цикла, термический КПД, полезную работу, подведенную и отведенную теплоту, если повышение давления в процессе сжатия β и понижение температуря в процессе отвода теплоты составляет Δt. Рабочее тело (1 кг сухого воздуха) в начальной точке цикла имеет давление 0,1 МПа и температуру 67 ºС. Изобразить цикл в рυ- и Ts — координатах.
Таблица 1 – Числовые данные к задачам контрольной работы №1
| Предпоследняя цифра шифра | β | Δt, ºC |
| 1 | 12 | 300 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: МИИТ
16.87 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 к.п.д. цикла, если начальные параметры рабочего тела р1=0,13 МПа, t1=42 ºC, степень сжатия ε=13, максимальное давление цикла 6,5 МПа, температура газа в конце адиабатического расширения 427 ºС.
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. Рабочее тело обладает свойствами воздуха.
16.88 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 к.п.д. цикла, если начальные параметры рабочего тела р1=0,12 МПа, t1=37 ºC, степень сжатия ε=13, максимальная температура цикла 1700 К, температура газа в конце адиабатического расширения 398 ºС.
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. Рабочее тело обладает свойствами воздуха.
16.89 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 к.п.д. цикла, если начальные параметры рабочего тела р1=0,1 МПа, t1=32 ºС, степень сжатия ε=13, максимальная температура цикла 1600 К, температура газа в конце адиабатического расширения 398 ºС.
Определить также изменение энтальпии, энтропии и внутренней энергии в каждом из процессов.
16.90 Двигатель работает по циклу с подводом тепла при υ=const. Начальное состояние рабочего тела: р1=1 бар, t1=27 ºC. При сгорании топлива выделяется энергия в количестве 1300 кДж/кг. Максимальная температура в цикле 2500 К.
Определить параметры в характерных точках, работу, количество тепла, изменение энтальпии, энтропии и внутренней энергии в каждом из процессов, а также работу и термический к.п.д. цикла. Рабочее тело обладает свойствами воздуха.
