Задача № 1

Циклы двигателя внутреннего сгорания

Термодинамический цикл поршневого ДВС представляет собой повторяющуюся замкнутую последовательность обратимых термодинамических процессов, каждый из которых приближенно отображает известные из опыта особенности реальных процессов происходящих в реальном двигателе.

Исходные данные по таблице 1.1

Таблица 1.1

Необходимо рассчитать:

1. Выбрать идеальный цикл ДВС, являющийся теоретической основой рабочего процесса бескомпрессорных двигателей. Записать его полное название, изобразить его без масштаба PV- и TS-координатах.

2. Рассчитать цикл, определить параметры узловых точек, работу сжатия, расширения, полезную работу сжатия, термический КПД цикла и работу цикла.

3. В расчете принять, что цикл осуществляется 1кг воздуха, С_р=1,008кДж/кг∙К, Сv=0,721кДж/кг∙К

Решение:

Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении состоит из 2-х адиабат,

одной изобары и одной изохоры:

1-2: Адиабатное сжатие рабочего тела

2-3: Изобарный нагрев(подвод тепла от горячих источников)

3-4: Адиабатное расширение газа

4-1: Изохорное охлаждение(отвод тепла холодным источником)

Находим параметры в характерных точках цикла

Точка 1:

Удельный объем определим из уравнения:

Точка 2:

, следовательно

Температуру в конце сжатия Т₂ определим из соотношения температур и удельных объемов в адиабатном процессе:

Давление в конце адиабатного сжатия Р₂ определим из уравнения:

Точка 3:

Из соотношения параметров в изобарном процессе:

,

Следовательно

Точка 4:

Так как процесс 4-1 – изохорный, то

Температуру в конце адиабатного процесса найдем из уравнения:

Давление в конце адиабатного расширения найдем из соотношения давлений и температур в адиабатном процессе:

Количество подведенной теплоты находим из уравнения:

Термодинамический КПД цикла:

Работа цикла:

Ответ на контрольный вопрос:

Вредное пространство-объем между поршнем и дном цилиндром в В.М.Т.

При наличии вредного пространства в индикаторной диаграмме появляется новый процесс-процесс расширения сжатого газа, оставшегося к концу нагнетания во вредном пространстве цилиндра.