Внутреннего сгорания
Степень совершенства любого цикла определяется значением его термического КПД. Обычно сравнение циклов проводится на - диаграмме. При этом применяется два метода: первый заключается в сравнении площадей на - диаграмме, а второй – в сравнении среднеинтегральных температур в процессах подвода и отвода
количества теплоты в циклах.
На рис. 10.5 изображен цикл с изохорным подводом теплоты пл. 1234 и цикл с изобарным подводом количества теплоты – пл. 1534; максимальные температуры у них одинаковы. Количество отведенной теплоты в обоих циклах соответствует пл. 6147. Так как подведенное количество теплоты в цикле с изобарным подводом теплоты соответствует большей площади, чем в цикле с изохорным подводом количества теплоты, т.е. пл. 6537 > пл. 6237, то КПД цикла с изобарным подводом количества теплоты больше КПД цикла с изохорным подводом количества теплоты.
Рис. 10.5. Сравнение циклов ДВС с изохорным и изобарным
подводом количества теплоты
При сравнении циклов по второму способу – по среднеинтегральным температурам, учтем, что термический КПД циклов определяется по одному и тому же уравнению
,
где , - среднеинтегральные температуры процессов подвода и отвода количества теплоты, соответственно.
При сравнении циклов с разными степенями сжатия (рис. 10.5) получаем, что температура изобарного подвода теплоты больше, чем в цикле с изохорным подводом количества теплоты, а температура изохорного процесса отвода теплоты в обоих циклах одинакова.
Отсюда следует, что .
Пример 10.1. Для идеального цикла поршневого двигателя с подводом теплоты при (рис. 10.2) определить параметры всех основных точек, полезную удельную работу, удельное количество подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла и цикла Карно по условиям задачи, термический КПД, среднее индикаторное давление, если даны МПа; Т 1 = 320 К; степень сжатия , степень повышения давления . Рабочее тело – воздух с газовой постоянной Дж /(кг×К), показатель адиабаты k = 1,4. Теплоемкость воздуха принять постоянной.
Р е ш е н и е.Начальные параметры рабочего тела в точке 1: МПа; К; м 3/ кг.
Параметры точки 2:
м 3/ кг; 
МПа; К.
Параметры точки 3: м 3/ кг; 
МПа; К.
Параметры точки 4: м 3/ кг; 
К; =
Па @ 0,4 МПа.
Удельная работа расширения: 
Дж/кг.
Удельная работа сжатия: 
Дж/кг.
Полезная удельная работа: 
Дж / кг = 510,7 кДж / кг.
Удельное количество подведенной теплоты:
кДж/кг.
Удельное количество отведенной теплоты:
кДж/кг.
Удельное количество полезно затраченной теплоты:
кДж/кг.
Термический КПД цикла: .
Проверка термического КПД цикла: 
.
Термический КПД цикла Карно:
.
Среднее индикаторное давление:
Па = 0,74 МПа.
Пример 10.2. Для идеального цикла поршневого двигателя с подводом теплоты при (рис. 10.3) определить параметры всех основных точек, полезную удельную работу, удельное количество подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла и цикла Карно по условиям задачи, термический КПД, среднее индикаторное давление, если даны МПа; Т 1 = 350 К; степень сжатия , степень изобарного расширения . Рабочее тело – воздух с газовой постоянной Дж /(кг×К), показатель адиабаты k = 1,4. Теплоемкость воздуха принять постоянной.
Р е ш е н и е.Начальные параметры рабочего тела в точке 1: МПа; К; м 3/ кг.
Параметры точки 2:
м 3/ кг; 
МПа; К.
Параметры точки 3: 
К; МПа; м 3/ кг.
Параметры точки 4: м 3/ кг; 
К; =
Па @ 0,264 МПа.
Удельная работа расширения: 

Дж/кг = 1329 кДж / кг.
Удельная работа сжатия: 
Дж/кг = - 578,75 кДж / кг.
Полезная удельная работа: 
кДж / кг.
Удельное количество подведенной теплоты:
кДж/кг.
Удельное количество отведенной теплоты:
кДж/кг.
Удельное количество полезно затраченной теплоты:
кДж/кг.
Термический КПД цикла: .
Проверка термического КПД цикла: 
.
Термический КПД цикла Карно:
.
Среднее индикаторное давление:
кПа = 0,79 МПа.
Пример 10.3. В цикле поршневого двигателя со смешанным подводом теплоты (рис. 10.4) начальное давление МПа, начальная температура ° С, степень сжатия , степень повышения давления , степень предварительного расширения . Рабочее тело – воздух с газовой постоянной Дж / кг × К; теплоемкости – постоянные: кДж / кг × К, кДж / кг × К; показатель адиабаты . Определить параметры рабочего тела в характерных точках цикла, работу расширения, сжатия и полезную, термический КПД цикла, удельное количество подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла Карно по условию задачи, среднее индикаторное давление.
Р е ш е н и е.Параметры рабочего тела в точке 1: МПа; К, м 3/ кг.
Параметры в точке 2: м 3/ кг, К,
Па @ 3,51 МПа.
Параметры рабочего тела в точке 3:
м 3/ кг, МПа, 
К.
Параметры в точке 4: МПа, 
м 3/ кг, К.
Параметры рабочего тела в точке 5: м 3/ кг,
МПа,
К.
Удельная работа сжатия: 
Дж / кг =
@ - 380 кДж / кг.
Удельная работа расширения: 

Дж / кг @ 950,5 кДж / кг.
Полезная работа цикла:
950,5 - 380 = 570,5 кДж / кг.
Удельное количество подведенной теплоты в изохорном процессе: кДж / кг.
Удельное количество теплоты, подведенное в изобарном процессе: кДж / кг.
Удельное количество отведенной теплоты:
кДж / кг.
Полезно использованная теплота:
кДж / кг.
Термический КПД цикла: .
Проверка КПД цикла: 
.
Термический КПД цикла Карно по условию задачи:

Среднее индикаторное давление:
кПа @ 0,72 МПа.
Date: 2015-05-09; view: 975; Нарушение авторских прав Понравилась страница? Лайкни для друзей: |
|
|