Параметры рабочего цикла

Параметры рабочего тела	Точки цикла
P, МПа	0,1000	2,6292	5,2583	5,2583	0,3923
V,	0,8775	0,0798	0,0798	0,1356	0,8775
T,	293,0000	700,3119	1400,6238	2381,0604	1208,0576
,кДж/(кг×К)	0,0834	0,0834	0,6548	1,2511	1,2511

3. Расчет процессов цикла

Определение изменения внутренней энергии и энтальпии для каждого для каждого из процесса циклов.

Определяются следующие параметры процессов циклов:

Теплоемкость С, кДж/(кг·К);

Изменение внутренней энергии ΔU, кДж/кг

Изменение энтальпии Δi, кДж/кг;

Количество подведенной или отведенной теплоты q, кДж/кг;

Работа расширения или сжатия l, кДж/кг.

1-2 Процесс адиабатного сжатия

Теплоемкость С в процессе 1-2 [4]

(25)

Изменение внутренней энергии ΔU в процессе 1-2 определяется по формуле [4]:

(26)

0,8243·(700,3119-293)=335,7462 кДж/кг

Изменение энтальпии Δi процессе 1-2 равно:

(27)

1,1238·(700,3119-293)= 457,7505 кДж/кг

Поскольку подвода или отвода теплоты нет, то

. (28)

Работа сжатия определяется по формуле [4]:

(29)

(293 - 700,3119)- 335,7018 кДж/кг

2-3 Подвод теплоты по изохоре

Теплоемкость С в процессе 2-3 равна [4]:

0,8243 кДж /(кг·К)

Изменение внутренней энергии ΔU равно [4]:

(30)

0,8243·(1400,6238-700,3119) = 577,2654 кДж/кг

Изменение энтальпии Δi процессе 2-3:

(31)

1,1238·(1400,6238-700,3119) = 787,0335 кДж/кг

Количество подведенной теплоты определяется по формуле [4]:

(32)

0,8243·(1400,6238-700,3119) = 577,2654 кДж/кг

Работа в процессе 2-3 равна:

(33)

3-4 Подвод теплоты по изобаре.

Теплоемкость С в процессе 3-4 [4]:

(34)

1,1238 кДж /(кг·К)

Изменение внутренней энергии ΔU равно [4]:

(35)

0,8243·(2381,0604-1400,6238) = 808,1715 кДж/кг

Изменение энтальпии Δi процессе 3-4 [4]:

(36)

1,1238·(2381,0604-1400,6238) = 1101,8469 кДж/кг

Количество подведенной теплоты определяется по формуле [4]:

(37)

1,1238·(2381,0604-1400,6238) = 1101,8469 кДж/кг

Работа расширения равна [4]:

(38)

5,2583×10⁶·(0,1356-0,0798) = 293,6365 кДж/кг

4-5 Процесс адиабатного расширения.

Теплоемкость С в процессе 4-5 [4]:

(39)

Изменение внутренней энергии ΔU равно [4]:

(40)

0,8243·(1208,0576-2381,0604)= -966,9033 кДж/кг

Изменение энтальпии Δi процессе 4-5[4]:

(41)

1,1238·(1208,0576-2381,0604)= -1318,2591 кДж/кг

Так как процесс проходит без подвода теплоты, то [4]:

(42)

Работа расширения определяется по формуле [4]:

(43)

·(1208,0576-2381,0604) = - 966,7754 кДж/кг

5-1 Отвод теплоты по изохоре.

Теплоемкость в изохорном процессе равна [4]:

(44)

0,8243 кДж /(кг·К)

Изменение внутренней энергии ΔU равно [4]:

(45)

0,8243·(293-1208,0576) = - 754,2797 кДж/кг

Изменение энтальпии Δi процессе 5-1 [4]:

(46)

1,1238·(293-1208,0576) = -1028,3718 кДж/кг

Количество отведенной теплоты[4]:

(47)

0,8243·(293-1208,0576) = -754,2797 кДж/кг

Работа расширения в изохорном процессе [4]

(48)

Полученные результаты подставляем в таблицу

Таблица 4

Характеристики процессов циклов

Характеристики процессов цикла	Процессы цикла
1-2	2-3	3-4	4-5	5-1
кДж /(кг·К)	0,0000	0,8243	1,1238	0,0000	0,8243
кДж/кг	335,7462	577,2654	808,1715	-966,9033	-754,2797
кДж/кг	457,7505	787,0335	1101,8469	-1318,2591	-1028,3718
кДж/кг	0,0000	577,2654	1101,8469	0,0000	-754,2797
кДж/кг	335,7018	0,0000	293,6365	966,7754	0,0000

4. Расчет характеристик цикла

Определение следующей характеристики цикла.

Количество подведённой теплоты , кДж/кг.

Количество отведённой теплоты , кДж/кг.

Количество теплоты превращённой в полезную работу , кДж/кг.

Работу расширения , кДж/кг.

Работу сжатия , кДж/кг.

Полезную работу , кДж/кг.

Термический КПД , %.

Среднее давление , МПа.

Подвод теплоты осуществляется в процессах 2-3 и 3-4, а отвод в процессе 5-1.

Количество подведенной теплоты равно [4]:

(49)

=577,2654+1101,8469 = 1679,1123 кДж/кг

Количество отведенной теплоты равно [4]:

(50)

= -754,2797 кДж/кг

Количество теплоты превращённой в полезную работу определяется по формуле [4]:

(51)

=1679,1123 - 754,2797 =924,8325 кДж/кг

Расширение рабочего тела происходит в процессах 3-4 и 4-5, а сжатие в процессе 1-2.

Работа расширения равна [4]:

(52)

= 293,6365 + 966,7754 = 1260,4120 кДж/кг

Работа сжатия находится по формуле [4]:

(53)

= - 335,7018 кДж/кг

Полезная работа находится из соотношения [4]:

(54)

=1260,4120 – 335,7018 = 924,7102 кДж/кг

Среднее давление цикла и определяют по формуле [4]:

(55)

= =1159,1514 кПа

Термический КПД определяется по формуле [4]:

(56)

=0,5507

Для проверки точности результатов расчётов термического КПД, его значение вычисляют по формуле [3]:

(57)

Подставив значения в формулу (57), получим:

=0,5508

Относительная погрешность вычисляется по формуле:

(58)

Относительная ошибка не превышает 2%, следовательно результаты следует считать правильными.

Результаты расчётов характеристик ДВС со смешанным подводом теплоты представлены в таблице 5

Таблица 5