- •Волжский государственный инженерно-педагогический университет Автомобильный институт
- •1. Цель курсового проекта
- •2. Основные допущения
- •3. Требования к содержанию и оформлению пояснительной записки
- •4.2. Краткое описание идеализированного цикла теплового двигателя
- •4.2.1. Термодинамический процесс политропного сжатия рабочего тела. Уравнения обмена механической и тепловой энергией между рабочим телом и окружающей средой. Энтропия рабочего тела
- •4.2.1.1. Уравнение термодинамического политропного процесса сжатия [1]
- •4.2.1.2. Энергия в механической форме, которой обмениваются рабочее тело и окружающая среда (в нашем случае это работа изменения объёма), описывается интегральным соотношением [1]
- •4.2.2. Термодинамический изохорный процесс подвода тепловой энергии
- •4.2.3. Термодинамический изобарный процесс подвода тепловой энергии
- •4.2.4. Термодинамический процесс политропного расширения рабочего тела
- •4.2.5. Термодинамический изохорный процесс отвода тепловой энергии
- •4.2.6. Методические рекомендации по расчёту тепловой энергии и изменения энтропии в термодинамических процессах
- •5. Определение параметров двигателя
- •5.1. Результирующая работа цикла
- •5.2. Суммарная тепловая энергия цикла
- •5.3. Термический коэффициент полезного действия цикла
- •5.4. Среднее индикаторное давление рабочего тела и индикаторная мощность двигателя
- •5.5. Цикловой расход топлива, цикловой расход воздуха и коэффициент избытка воздуха
- •5.6. Расход топлива двигателем, мощность двигателя и его удельный расход топлива
- •6. Индикаторная и тепловая диаграммы цикла
- •7. Индикаторная диаграмма двигателя
- •8. Внешняя скоростная характеристика двигателя
- •Пример термодинамического расчета идеализированного цикла поршневого двс со смешанным процессом подвода тепловой энергии к рабочему телу
- •1. Исходные данные:
- •Значения параметров состояния рабочего тела в точке c (в конце процесса сжатия a-c)
- •3.2. Значения параметров состояния рабочего тела в точке у (в конце изохорного процесса подвода тепловой энергии c-y)
- •3.3. Значения параметров состояния рабочего тела в точке z (в конце изобарного процесса подвода тепловой энергии y-z)
- •4. Проверка правильности вычислений параметров состояния рабочего тала в характерных точках цикла
- •5. Результирующая работа цикла, среднее индикаторное давление рабочего тела и индикаторная мощность двигателя
- •6.2. Средние мольные теплоёмкости воздуха и количество тепловой энергии, подведенной к рабочему телу из окружающей среды в изохорном термодинамическом процессе c-y
- •6.3. Средние мольные теплоёмкости воздуха и количество тепловой энергии, подведенной к рабочему телу из окружающей среды в изобарном термодинамическом процессе y z
- •6.4. Средние мольные теплоёмкости воздуха и обмен тепловой энергией между рабочим телом и окружающей средой в процессе политропного расширения z-b рабочего тела
- •6.5 Средние мольные теплоёмкости воздуха и количество тепловой энергии, отведенной от рабочего тела в окружающую среду в изохорном термодинамическом процессе b-a
- •6.6 Результирующие параметры обмена тепловой энергией между рабочим телом и окружающей средой в цикле
- •6.6.1 Суммарное количество тепловой энергии, подведенной к рабочему телу в цикле
- •6.6.2 Количество тепловой энергии, отведенной от рабочего тела в цикле
- •6.6.3.Количество тепловой энергии преобразованной в механическую работу за один цикл в одном цилиндре двигателя Контроль расчётов тепловой энергии в термодинамических процессах цикла
- •7 Расчёт параметров двигателя
- •7.1. Термический коэффициент полезного действия цикла
- •7.2. Цикловой расход топлива, цикловой расход воздуха и коэффициент избытка воздуха
- •7.3 Расход топлива двигателем, мощность двигателя и его удельный расход топлива.
- •8. Изменение энтропии в термодинамических процессах цикла
- •9.1. 9. Построение индикаторной и тепловой диаграмм цикла
- •9.2. Последовательность построения индикаторной и тепловой диаграмм цикла и результаты расчётов параметров для построения диаграмм
- •10. Индикаторная диаграмма двигателя
- •11. Внешняя скоростная характеристика двигателя
- •12. Выводы
- •Волжский государственный инженерно-педагогический университет Автомобильный институт
- •Вариант №2
12. Выводы
В курсовом проекте выполнены следующие расчёты и графические построения.
1. Выполнен термодинамический анализ идеализированного цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания при смешанном подводе тепловой энергии и с политропными процессами сжатия и расширения рабочего тела.
В расчёте определены:
- параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла;
- параметры термодинамического цикла – среднее индикаторное давление рабочего тела, индикаторная мощность цикла, цикловой расход топлива и рабочего тела, коэффициент избытка воздуха и термический коэффициент полезного действия цикла;
- параметры необходимые для построения индикаторной, тепловой диаграмм цикла и индикаторной диаграммы двигателя;
- параметры внешней скоростной характеристики двигателя.
2. Построены:
- индикаторная диаграмма цикла;
- тепловая диаграмма цикла;
- индикаторная диаграмма двигателя;
- внешняя скоростная характеристика двигателя.
P, Па
Подвод тепла при
P=const
Политропное
расширение
Подвод тепла при
V=const
Политропное сжатие
Отвод тепла при
V=const
V, м3
Рис.1. Индикаторная диаграмма цикла
Диаграмма построена по аналитическим кривым
Т, К
Подвод тепла при
P=const
Политропное
расширение
Подвод тепла при
V=const
Отвод тепла при
V=const
Политропное сжатие
S,
Дж/К
Рис.2. Тепловая диаграмма цикла
Диаграмма построена по аналитическим кривым
P,
Па
Изохорный отвод
тепла
Политропное
расширение
Изобарный подвод
тепла
Изохорный подвод
тепла
Политропное сжатие
Среднее индикаторное
давление цикла
φ, градус
Рис.3. Индикаторная диаграмма двигателя
Диаграмма построена по аналитическим кривым
Расход топлива в
кг/час
Мощность двигателя
в кВт
Частота вращения
коленвала в 1/мин
Удельный расход
топлива в г/(кВт*час)
Момент на валу
двигателя в Нм
N(Tmax)
N(Pemax)
Рис.4. Внешняя скоростная характеристика двигателя
Приложение 2
Средние мольные изохорные и изобарные теплоёмкости воздуха*
T, K
|
MCv, Дж моль*К |
Mcp, Дж моль • К
|
T, K
|
MCv, Дж моль*К |
Mcp, Дж моль • К
|
||
300
|
20.682 |
29.996 |
1700
|
23.718 |
32.032
|
||
400 |
20.750 |
29.064 |
1800 |
23.936 |
32.250 |
||
500 |
20.875 |
29.189 |
1900 |
24.123 |
32.437 |
||
600 |
20.986 |
29.300 |
2000 |
24.372 |
32.686 |
||
700 |
21.129 |
29.443 |
2100 |
24.486 |
32.800 |
||
800 |
21.418 |
29.732 |
2200 |
24.628 |
32.942 |
||
900 |
21.694 |
30.008 |
2300 |
24.812 |
33.126 |
||
1000 |
22.050 |
30.364 |
2400 |
24.962 |
33.276 |
||
1100 |
22.251 |
30.565 |
2500 |
25.122 |
33.436 |
||
1200 |
22.525 |
30.839 |
2600 |
25.248 |
33.562 |
||
1300 |
22.778 |
31.092 |
2700 |
25.333 |
33.647 |
||
1400 |
23.099 |
31.413 |
2800 |
25.485 |
33.799 |
||
1500 |
23.252 |
31.566 |
2900 |
25.582 |
33.896 |
||
1600 |
23.508 |
31.822 |
3000 |
25.676 |
33.990 |
* - таблица составлена по данным графика, приведенного в учебном пособии “Термодинамические основы теории
тепловых машин.” — М.: ВА БТВ, 1973. с. 227
Приложение 3
Обозначения и единицы измерения физических величин, используемых в курсовом проекте
Объём – V, 1 м3 = 1000 л = 1000 дм3.
Давление - P, 1 Па = 1 Н/м2; 1 кПа = 1000 Па; 1 МПа = 106Па.
Температура – T, К.
Сила, - Н.
Механическая работа - W, тепловая энергия - Q, 1 Дж = 1Нм; 1ккал = 427 кгм = 4187 Дж.
Мощность – N, 1 Вт = 1Дж/с; 1 кВт =1000Вт.
Момент – Те, Нм.
Масса, моль; 1кг = 1000г.
Мольная теплоёмкость, - MC, Дж/(моль*К).
Расход вещества, - G, кг/час.
Удельный расход топлива, - qе, г/(кВт*час).
Приложение 4
Образец задания на курсовой проект
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования