Термодинамические основы процесса наддува

Задача 2.1.

Имеются два обратимых термодинамических цикла (рис. 2.1.), а именно: 1-цикл (пунктирная линия) с подводом теплоты при V=Const (a-c-z-b-a) и 2 – (сплошная линия) со смешанным подводом теплоты (a-c-z-z’-b-a). Известно, что Т_a=57⁰C, T_z1=1,25*T_z’2; e₁ = e₂ = 11; с_v=0,7165 КДж/кг*К; k = 1,4. Среднее давление термодинамического цикла с подводом теплоты при V=Const p_t1 = 8,41 бар (0,852 МПа).

Определить среднее давление p_t2 цикла со смешанным подводом теплоты, если известно, что удельная подведённая теплота q₁=1234 КДж/кг (q₁=Q₁/G) одинакова для обоих циклов.

Решение.

Воспользуемся соотношениями для определения средних давлений термодинамических циклов. Поскольку известно, что то используя полученные из уравнения Майера соотношения: а также уравнение состояния

получаем:

Отсюда:

Определим параметры, необходимые для решения полученного уравнения.

и

И тогда окончательно:

или (0,846 МПа).

Задача 2.2.

Имеются два обратимых термодинамических цикла: 1-цикл с подводом теплоты при V=Const (a-c-z₁-b₁-a) и 2 – со смешанным подводом теплоты (a-c-z^’₂-z₂-b₂-a). Известно, что Т_a=65⁰C, T_z1=1,25*T_z’2; e₁= e₂ =13,5; с_v=0,726 КДж/кг*К; k = 1,41. Среднее давление термодинамического цикла с подводом теплоты при V=Const p_t1=9,4 бар. Примем c_р для воздуха равным 1,0035 КДж/кг К.

Определить среднее давление p_t2 цикла со смешанным подводом теплоты, если известно, что удельная подведённая теплота q₁=1350 КДж/кг (q₁=Q₁/G) одинакова для обоих циклов.

Ответ: р_t2 = 9,37 бар.

Задача 2.3.

Имеем два цикла (начертите их): 1 – цикл двигателя с воспламенением от искры, т. е. с подводом теплоты при V=Const, (а₁-с₁-z₁-b₁-а₁) и 2 – цикл тихоходного дизеля (т. е. с подводом теплоты при Р = Const) (а₂-с₂-z₂-b₂-a₂), причём, Р_с2 = P_z2 = Р_я1. Известно, что V_a = 1400 cм³, V_c2 = 100 cм³.

Определить полезную работу цикла двигателя с воспламенением от искры (L₁), если известно, что для обоих циклов n₁ (показатель политропы сжатия) = 1,35, а n₂ (показатель политропы расширения) = 1,25, Р_а =Р_а1 = Р_а2 = 90 КПа, l₁ (т. е. первого цикла)= 3,5.

Решение.

Иначе:

Находим e₁.

Отсюда

где

Тогда

Подставляя известные значения в выражение для работы цикла, получаем:

Задача 2.4.

Циклы 1 и 2 с подводом теплоты соответственно при V=Const (a₁-c₁-z₁-b₁-a₁) и с подводом теплоты при Р=Const (a₂-c₂-z₂-b₂-a₂) имеют показатели политроп сжатия и расширения n₁=1,34 и n₂= 1,25, давление начала сжатия Р_а= Р_а1 = Р_а2 = 90 КПа, l₁=3,5. При этом известно, что V_a=1047 см³, а V_c’=75,5 cм³.

Определить полезную работу цикла с подводом теплоты при V=Const.

Ответ: 605,1 Н.м.

Задача.2..5.

Определить работу сжатия в термодинамическом цикле 4-х тактного дизеля, имеющего D/S=260/260, e=13, n₁=1,36, (тепловозный дизель 10 ЧН 26/26, N_e=4400 кВт, n=1100 мин^-1, давление наддува р_к=0,33 МПа). Давление начала сжатия в цилиндре р_а=0,318 МПа=3,14 бар.

Решение.

Работа сжатия L_ac=(р_а*V_а-р_с*V_c)/(n₁-1);

р_а=3,14 бар, р_с=р_а*eⁿ¹=3,14*13^1,36=102,78 бар.

V_a=V_h*[e/(e-1)], V_c=V_h/(e-1), V_h=p*[D²/4]*S=p*{[(0,26)²]/4}*0,26=

=0,0138 м³. V_a=0,0138*(13/12)=0,01495 м³. V_c=0,0138/12=1,15*10^{-3 м3},

Дата добавления: 2014-12-27