Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Воронежская государственная лесотехническая академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

4509

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.01.2021

Размер:

1.09 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

Рассчитываем изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процесс 1–2, используя известные формулы, полученные для идеального газа

[1]:

1 2

T T 0,7809 725,4 303 306,7

кДж

;

кг

T2 T T

1,018 725,4 303 430,0

кДж

;

1 2

кг

R ln 2

725,4

0,0586

0,7809 ln

287 10 3

1 2

303

0,8965

0,1012

кДж

;

кг К

Чтобы убедится в правильности расчетов, запишем выражение первого закона термодинамики и проведем сопоставление значений U1 2 :

U		q	l	69,45 378,8 309,34	кДж	;
	1 2
		1 2	1 2		кг

неувязка 309,34 306,7 100 0,21 % свидетельствует об отсутствии

309,34

ошибок в вычислениях.

Рассчитываем процесс 2–3 начиная с вычислений средних теплоемкостей

T3 0,7084 0,00009349

0,7084 0,00009349

452,6 662,8

0,7605

кДж

;

кг К

0,9952 0,00009349

452,4 662,8

Cpm

TT3 0,9952 0,00009349

кДж

1,047

;

кг К

Так как процесс 2–3 изохорный, то

T T 0,7605 935,8 725,4 160,0

кДж

2 3

;

кг

l2 3

0 ;

160

кДж

;

2 3

кг

2 3

T T 1,047 935,8 725,4 220,3

кДж

;

кг

0,7605 ln

935,8

0,1937

кДж

2 3

;

725,4

кг К

Для

проверки правильности

вычислений рассчитаем величину i2 3 ,

воспользовавшись определением энтальпии

i U p ,

и вытекающим из него равенством

160 0,0586 4,584 3,553 106 10 3 220,4

кДж

2 3

кг

Неувязка не превышает десятых долей процента. Проводим расчеты для изобарного процесса 3–4.

0,7084 0,00009349

662,6 999,7

0,7861

кДж

;

кг К

0,9952 0,00009349

662,8 999,7

Cpm

TT4

кДж

1,073

;

кг К

3 4

T4 T T

1,073 1272,7 935,8 361,5

кДж

;

рm

кг

кДж

(

) 4,584 106 10 3 0,0797 0,0586 96,72

;

3 4

кг

3 4

T T 0,7861 1272,7 935,8

264,8

кДж

;

кг

361,5

кДж

;

3 4

кг

3 4

1,073 ln

1272,7

0,3299

кДж

рm

935,8

кг К

Для проверки составим выражение первого закона термодинамики

361,5 96,72 264,78

кДж

3 4

кг K

Хорошее совпадение результатов показывает об отсутствии ошибок при вычислениях.

Расчет политропного процесса 4–5 проводим аналогично расчету процесса 1–2:

0,7084 0,00009349

999,7 389,2

0,7733

кДж

;

кг К

TT5

0,9952 0,00009349

999,7 389,2

1,06

кДж

Cpm

;

кг K

C m

1,06

1,371;

C m

0,7733

T T 0,7733

1,27 1,371

662,2 1272,7 176,6

кДж

4 5

;

1,27 1,0

кг

287 10 3

кДж

1272,7 662,2 648,9

;

4 5

1,27 1,0

кг

4 5

T T 0,7733 662,2 1227,7 472,1

кДж

;

кг

4 5

T5 T T 1,06 662,2 1272,7 674,1

кДж

;

кг

р5

T5 ln 5

4 5

0,7733 ln

0,212

1,06 ln

0,8965

р4

4,584

0,0797

0,1885

кДж

кг К

Проверка расчетов:

176,6 648,9 472,3

кДж

4 5

кг К

Проводим расчет изохорного процесса 5–1:

0,7084 0,00009349

389,2 30

0,728

кДж

;

кг К

Cpm

TT1

0,9952 0,00009349

389,2 30

кДж

1,015

;

кг К

5 1

0,728 303 662,2 261,5

кДж

;

кг

l5 1 0 ;

261,5

кДж

;

5 1

кг

T T 1,015 303 662,2 364,5

кДж

;

5 1

кг

5 1

0,74

303

0,578

кДж

662,2

кг К

Проверку проведем аналогично проверке процесса 2–3

р 472,3 0,8965 106

10 3 0,212 0,097 369,2

кДж

5 1

кг

4. Вычислим термодинамические характеристики цикла.

Тепло за цикл

qц

q1 2

q2 3

q3 4 q4 5 q5 1 69,46 160,0 361,5 176,6 261,5

367,14 кДж / кг

Работа за цикл

lц

li l1 2

l2 3 l3 4 l4 5 l5 1 378,8 0 96,72 648,9 0 366,82

кДж/ кг

Неувязка

367,14 366,82

100 0,09 %

366,82

Количество подведенного тепла

q2 3

q3 4

q4 5

160 361,5 176,6 698,1 кДж / кг

Количество отведенного тепла

q2 q1 2 q5 1 69,46 265,8 335,26 кДж / кг

Термический коэффициент полезного действия цикла

t lц 366,82 0,525 q1 689,1

Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии за цикл:

Uц U1 2 U 2 3 U3 4					U 4 5 U5 1		308,7 160 264,8 472,1 261,5
0,1		кДж

			кг
			кг
iц	i1 2 i2 3 i3 4 i4 5				i5 1 430,0		220,3 361,3 347,1 361,8 0,2	кДж

								кг
								кг
Sц	S1 2 S2 3 S3 4			S4 5 S5 1		0,1448 0,1937 0,3299 0,1885 0,578
0,01			кДж

			кг К
			кг К
	Незначительные			отклонения		величин Uц , iц , Sц от нуля

свидетельствуют об отсутствии ошибок при расчетах.

5.Термический КПД идеализированного цикла у которого теплообменом

впроцессах сжатия и расширения пренебрегают вычисляем по формуле приведенной в [1] принимая в первом приближении К=1,41

	1	1	k 1	1	1	1,29 1,361,41 1	0,657
tu			1 k 1			10,29 1 1,41 1,29 1,36 1
		k 1			15,31,41 1

6. Термический КПД цикла Карно для того же интервала температур

	1	T1	1	303	0,762
tk
	T4			1272,7

7. Изображение цикла на р диаграмме не представляет затруднений ,так как параметры р и определены ранее для всех характерных точек цикла. Положение этих точек на р диаграмме определяется делением значений соответствующих параметров на величины масштабов по осям координат, которые удобно выбрать следующими:

0,01	м3	,	0,05	мПа	.

	кг мм			мм

Точки 2 и 3, 3 и 4, 5 и 1 соединены прямыми линиями, линии политропных процессов 1–2 и 4–5 проводим условно, направляя выпуклость вниз.

Чтобы построить T-S диаграмму, необходимо сначала вычислить значения энтропии для каждой характерной точки цикла. Энтропию в точке 1 вычислим по формуле [1]

S C

T1 ln

R ln

р1

р0

где Т0 273

К, р0 0,1013 мПа – параметры воздуха при нормальных

условиях.

T1 0,9952 0,00009349t 0,9952 0,00009349 30 0,998

кДж

кг К

303

0,097

кДж

0,998 ln

0.287 ln

0,1165

273

0,1013

кг

Далее вычисляем:

0,1448 0,1165 0,0283

кДж

1 2

кг К

0,1937 0,0283 0,1654

кДж

2 3

кг К

0,3299 0,1654 0,6607

кДж

3 4

кг К

0,1885 0,6607 0,8492

кДж

4 5

кг К

Задаваясь

масштабами

0,01

кДж

наносим

мм

кг

мм

характерные точки на T-S диаграмме. Точки 2 и 3, 3 и 4, 5 и 1 соединяем отрезками экспонент. Линии политропных процессов 1–2 и 4–5 условно проводим прямыми.

8.Чтобы определить коэффициент заполнения цикла, находим площадь исследуемого цикла на T-S диаграмме

		Р- диаграмма							T-S диаграмма

р,						Т, К
МПа						Т, К


												4
					1200
4,0	3		4


									3



					1000
					1000
3,0
3,0		2			800
		2
													5

2,0							2
2,0							2
						600
				5		600
				5
1,0
1,0					400
				1	400
0		0,2 0,4 0,6 0,8		1		v, м3/кг 200			1




					0
					0
					-0,2			0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	S,

Fц 44,2 см2

Площадь цикла Карно: Fк 87,12 см2

Коэффициент заполнения цикла: К Fц 44,2 0,507

Fк 87,12

9.Среднеинтегральную температуру процесса отвода тепла вычислим по

формуле [I]:	q5 1	265,8	459,9 К

инт	S5 1	0,578

Результаты расчетов сводим в таблицу № 6

кДж

кг К

								Таблица 6
	Исходные данные и результаты расчетов.

Наименование						Значения

		р, МПа	,		м3	Т , К	t, C	S,		кДж
		р, МПа	,		кг	Т , К	t, C	S,		кг К
					кг					кг К

Параметры	1	0,097	0,8965			303,0	30	0,1165

	2	3,553	0,0586			725,4	452,4	– 0,0283
точек	2	3,553	0,0586			725,4	452,4	– 0,0283

	3	4,584	0,0586			935,8	662,8	0,1654
	3	4,584	0,0586			935,8	662,8	0,1654

	4	4,584	0,0797			1272,7	999,7	0,6607

	5	0,212	0,8965			662,2	389,3	0,8492

		q		l		U	i		S

	1–2	– 69,46	– 378,8			308,7	430,0	– 0,1448
Характеристики
Характеристики	2–3	160		0		160	220,3	0,1937
процессов
процессов	3–4	361,5	96,72			264,8	361,5	0,3299

	4–5	176,6	648,9			– 472,1	– 647,1	0,1885

	5–1	– 261,5		0		– 261,5	– 364,5	– 0,578

Суммы		367,14	366,82			– 0,1	– 0,2		– 0,01

Термический к.п.д.		t				0,525
цикла		t				0,525
цикла
Термический к.п.д.		tu
идеализированного		tu				0,657
цикла
Коэффициент		tk				0,762
заполнения		tk				0,762
заполнения
Среднеинтегральная
температура		Tинт , К				459,9
процесса отвода		Tинт , К				459,9
процесса отвода
тепла

Указания по выполнению задания № 2

Одним из главных условий, определяющих нормальную работу двигателей, является обеспечение их оптимального теплового состояния, т.е. такое температурное состояние детали цилиндровой и поршневой групп, которое отвечает наивыгоднейшему сочетанию теплового процесса, высокой надежности и износостойкости деталей двигателя.

Достаточно стабильная и равномерная температура деталей двигателя обеспечивается их конструкцией и условиями охлаждения, а также условиями протекания рабочего процесса, при выборе которых по возможности необходимо снизить тепловое состояние. Кроме того, нормальная работа двигателя возможна в том случае, когда независимо от режима работы поддерживается оптимальная температура, отвечающая наилучшему протеканию физико-химических процессов окисления топлива.

Преимущественное влияние на распределение температур в поршнях, стенках головок и цилиндров оказывает система жидкостного охлаждения. Поэтому при создании новых и формировании существующих автотракторных двигателей, особенно важным является выбор рациональной конструкции системы жидкостного охлаждения.

Главным вопросом, который необходимо решать при выборе системы жидкостного охлаждения, является тепловой расчет радиатора, так как на основании последнего принимается конструктивное оптимальное решение.

Настоящая курсовая работа является заключительной частью курса «Транспортная энергетика» и поэтому ставит своей целью практическое применение знаний, полученных студентами, для решения конкретных инженерных задач.

Методическое руководство к курсовой работе по транспортной энергетике состоит из методических указаний по ее выполнению и вариантов заданий. Кроме того, оно имеет приложение в виде таблиц, содержащих необходимые данные для расчетов.

Методическое руководство составлено на основании программы по курсу «Транспортная энергетика».

Общие методические указания к заданию № 2.

Курсовая работа по транспортной энергетике выполняется каждым студентом 2 и 3 курса специальности «Организация безопасность движения». Прежде чем приступить к выполнению своего задания необходимо повторить следующие разделы курса: «Теплоемкость», «Расчет процессов горения топлива», «Тепловой баланс и показатели экономичности работы двигателя внутреннего сгорания», «Основы расчета теплообменных аппаратов».

Выполняя работу необходимо строго придерживаться своего варианта, номер которого соответствует двум последним цифрам. Например, при цифре 77814 (последние две цифры –14) студент выполняет 14 вариант задания, для которого в таблице №1 приложения указаны исходные данные. В таблицах № 2 и №3 приложения по последней цифре шифра выбираются недостающие данные для выполнения задания № 2.

Работа, исходные данные которой не соответствуют заданию студента, не рассматриваются, и не возвращаются.

Все операции по вычислениям должны сопровождаться короткими, но в тоже время исчерпывающими объяснениями, ссылками (если это необходимо) на литературный источник. При выполнении задания необходимо придерживаться принятой в современной литературе Международной системы единиц (СИ).

Курсовая работа состоит из двух разделов: расчет составляющих теплового баланса двигателя и расчет поверхности жидкостного радиатора.

Пояснительная записка должна быть выполнена собственноручно, аккуратно и разборчиво, без ошибок на листах бумаги формата А4. Титульный лист оформляется в соответствии с образцом, приведенным в приложении к методическому руководству.

Выполненная работа сдается или высылается по почте в деканат заочного отделения. Оценка работы производится в процессе защиты.

Порядок выполнения задания № 2.

Сущность курсовой работы состоит в том, чтобы по заданным параметрам конкретного теплового двигателя рассчитать составляющие теплового баланса,

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
08.01.20211.08 Mб214504.pdf
#
08.01.20211.08 Mб34505.pdf
#
08.01.20211.08 Mб14506.pdf
#
08.01.20211.09 Mб24507.pdf
#
08.01.20211.09 Mб14508.pdf
#
08.01.20211.09 Mб14509.pdf
#
08.01.2021199.27 Кб9451.pdf
#
08.01.20211.09 Mб04510.pdf
#
08.01.20211.09 Mб44511.pdf
#
08.01.20211.1 Mб24512.pdf
#
08.01.20211.1 Mб14513.pdf