- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Расчет циклов тепловых двигателей
- •Йошкар-Ола 2012
- •1. Зависимостью его теплоемкости от температуры пренебречь;
- •2. Учесть зависимость его теплоемкости от температуры.
- •Описание цикла Карно
- •Кпд тепловой машины Карно
- •Связь между обратимостью цикла и кпд
- •Газотурбинные установки
Министерство образования и науки российской федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра физики
Расчет циклов тепловых двигателей
Методические указания и задания для выполнения контрольной работы
№ 2 по дисциплине “Теплофизика”
Йошкар-Ола 2012
Задание № 1.
Рассчитать цикл теплового двигателя с максимальной температурой рабочего тела t3.
Определить:
- параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла;
- подведенную и отведенную теплоту;
- работу цикла и его КПД;
- построить P-v диаграмму цикла.
В качестве рабочего тела рассматривать воздух,
1. Зависимостью его теплоемкости от температуры пренебречь;
2. Учесть зависимость его теплоемкости от температуры.
Начальное состояние рабочего тела соответствует нормальным условиям.
(0,°С, 1 атм).
ДАВЛЕНИЕ
1 Н/м2 (Па) = 1∙10-5 бар = 1,02∙10-5 кгс/см2 (атм. техн.) =
= 0,102 мм вод.ст. = 750∙10-5 мм рт.ст.
1 бар = 105 Па = 1,02 кгс/см2 (атм. техн.) = 10,2 м вод.ст. =
= 750 мм рт.ст.
1 кгс/см2 (ат. техн.) = 9,81∙104 Па = 0,981 бар = 736 мм рт.ст. =
= 10 м вод.ст.
1 атм (физ.) = 1,013∙105 Па = 1,013 бар = 1,033 кгс/см2 (атм. техн.) =
= 10,33 м вод.ст. = 760 мм рт.ст.
1 мм вод.ст. =9,81 Па =9,81∙10-5 бар =10-4 кгс/см2 (атм. техн.) =
= 736∙10-4 мм рт.ст.
1 мм рт.ст. =133 Па =1,33∙10-3 бар =1,36∙10-3 кгс/см2 (атм. техн.) =
= 13,6 мм вод.ст.
(при плотностях ртути Нg=13595 кг/м3 и воды Н2О=1000 кг/м3)
1 psi (англ. фунт/дюйм2) = 6,9 Па
inch Hg (дюйм рт.ст.) = 3,386∙103 Па
Определение термического КПД, сравнение его с КПД цикла Карно в том же интервале температур, выбрав:
Тип цикла и данные для расчета выбрать из таблицы 3.
Расчетный
Таблица 3.
Последняя цифра шифра |
Вид цикла |
|
Предпоследняя цифра шифра |
t3,°С |
0 |
ДВС v =const (Отто) |
ε = 9 |
0 |
1100 |
1 |
ДВС Р=const (Дизеля) |
ε = 13 |
1 |
950 |
2 |
ГТУ Р=const (Брайтона) |
π = 8 |
2 |
1000 |
3 |
ДВС v =const (Отто) |
ε = 10 |
3 |
875 |
4 |
ДВС Р=const (Дизеля) |
ε = 14 |
4 |
1200 |
5 |
ГТУ Р=const (Брайтона) |
π = 9 |
5 |
800 |
6 |
ДВС v =const (Отто) |
ε = 11 |
6 |
1250 |
7 |
ДВС Р=const (Дизеля) |
ε = 15 |
7 |
950 |
8 |
ГТУ Р=const (Брайтона) |
π = 10 |
8 |
1000 |
9 |
ДВС v =const (Отто) |
ε = 12 |
9 |
1100 |
Расчетный центр МЭИ (ТУ)
Интерактивные справочники
Термодинамические циклы
Цикл Дизеля
с идеальным газом, где Ср=f(t) и анимацией фаз (pic) http://twt.mpei.ac.ru/MAS/Worksheets/Therm/Diesel_anim.mcd
Цикл Дизеля — термодинамический цикл, описывающий рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания с воспламенением впрыскиваемого топлива от разогретого рабочего тела, цикл дизельного двигателя. Идеальный цикл Дизеля состоит из четырёх процессов:
p-V диаграмма цикла Дизеля
1—2 адиабатное сжатие рабочего тела;
2—3 изобарный подвод теплоты к рабочему телу;
3—4 адиабатное расширение рабочего тела;
4—1 изохорное охлаждение рабочего тела.
|
КПД цикла Дизеля , где — степень сжатия,
— коэффициент предварительного расширения,
— показатель адиабаты.
Идеальный цикл лишь приблизительно описывает процессы, происходящие в реальном двигателе, но для технических расчётов в большинстве случаев точность такого приближения удовлетворительна.
Цикл Отто
Цикл Отто — термодинамический цикл, описывающий рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания с воспламенением сжатой смеси от постороннего источника энергии, цикл бензинового двигателя. Назван в честь немецкого инженера Николауса Отто.
Идеальный цикл Отто состоит из четырёх процессов:
p-V диаграмма цикла Отто
1—2 адиабатное сжатие рабочего тела;
2—3 изохорный подвод теплоты к рабочему телу;
3—4 адиабатное расширение рабочего тела;
4—1 изохорное охлаждение рабочего тела.
|
КПД цикла Отто , где — степень сжатия,
— показатель адиабаты.
Идеальный цикл лишь приблизительно описывает процессы, происходящие в реальном двигателе, но для технических расчётов в большинстве случаев точность такого приближения удовлетворительна.
идеальным газом, где Ср=f(t) и анимацией фаз (pic) http://twt.mpei.ac.ru/MAS/Worksheets/Therm/Otto_anim.mcd |
Цикл Карно (описание в Википедии)
для идеального газа (pic) MAS 11 MCS 14
для идеального газа с Ср=f(t) (pic) http://twt.mpei.ac.ru/MAS/Worksheets/Therm/carno_Cp_T.mcd
Цикл Карно́ — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов.
Цикл Карно назван в честь французского военного инженера Сади Карно, который впервые его исследовал в 1824 году.
Одним из важных свойств цикла Карно является его обратимость: он может быть проведён как в прямом, так и в обратном направлении, при этом энтропия адиабатически изолированной (без теплообмена с окружающей средой) системы не меняется.