Расчет параметров термодинамических циклов - Физика и энергетика контрольная работа

Главная

Физика и энергетика
Расчет параметров термодинамических циклов

Расчет параметров рабочего тела в цикле с подводом теплоты при постоянном объеме. Анализ результатов для процесса сжатия. Значения температуры рабочего тела в отдельно взятых точках термодинамического цикла. Температура в произвольном положении поршня.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Расчет параметров термодинамических циклов РГР49.02.00.000 ПЗ
Владение методикой расчета термодинамических циклов позволило оценить значения показателей автомобильного двигателя и сделать выводы о их совершенности. Следовательно, появляется возможность обоснованно подходить к выбору транспортных средств для осуществления перевозной деятельности.
Выполнение задания № 1 ввиде самостоятельной работы помогло закрепить знания о циклах двигателей внутреннего сгорания, а также получить практические навыки расчета и построения диаграмм этих циклов.
Расчет параметров рабочего тела в характерных точках термодинамических циклов : а - с подводом теплоты при постоянном объеме (=const); б - с подводом теплоты при постоянном объеме (= const) и затем при постоянном давлении ( p = const).
В задании №1 требуется на основании исходных данных второго варианта (табл. 1 и табл. 2) выполнить расчет температур ( T a ,Т с , Т у , Т z , T b ) и давлений ( p a , p c , p y , p z , p b ) рабочего тела в характерных точках термодинамического цикла, а также рассчитать значение термического КПД (з t )и среднего давления цикла ( p m ). При выполнении расчета принять T a =Т 0 ; p a = p 0 .
На основании результатов расчета построить графически:
- цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (=const);
- цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (=const)и затем при постоянном давлении ( p =const).
Используя результаты расчетов и построенные графические изображения циклов объяснить, в чем заключается сходство этих термодинамических циклов с действительными циклами бензиновых и дизельных двигателей.
2. Значения исходных значений для задания
Таблица 1 - Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме
Степень предварительного расширения (с)
Степень последующего расширения (д)
Таблица 2 - Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (=const)и затем при постоянном давлении ( p =const)
Степень предварительного расширения(с)
Степень последующего расширения (д)
Т с = T a (V a / V c ) k-1 = T a ? k-1 , (1)
Где Т с - температура рабочего тела в точке c ;
T a - температура рабочего тела в точке a ;
V a - объем рабочего тела в точке a ;
V c - объем рабочего тела в точке c ;
Т у = Т с ( p z / p c ) = T a л ? k -1 , (2)
где T y - температура рабочего тела в точке y ;
Т с - температура рабочего тела в точке c ;
Т z = Т у ( V z / V c ) = T a л с ? k -1 , (3)
где Т z - температура рабочего тела в точке z ;
V z - объем рабочего тела в точке z ;
с- степень предварительного расширения.
T b = Т z ( V z / V b ) k -1 = Т z ( V z / V a ) k -1 = T a л с k , (4)
где Т b - температура рабочего тела в точке b ;
V b - объем рабочего тела в точке b .
Для построения кривых сжатия и расширения по оси абсцисс откладывается в произвольном масштабе отрезок V a , соответствующий полному объему цилиндра . Зная значение степени сжатия ?, находим объем камеры сгорания :
С учетом принятого масштаба этот отрезок откладывается на графике, (см. рис 1).
В соответствии с уравнением адиабаты для кривой сжатия можно записать
p a V a k = p c V c k = p x V x k . (5)
Из зависимости (5) получаем выражения для давления в конце процесса сжатия
p c = p a (V a / V c ) k = p a ? k , (6)
и соответственно для давления над поршнем при произвольном его положении
p x = p a (V a / V x ) k = p a ? x k , (7)
где ? x - текущая степень сжатия рабочего тела в цилиндре.
Чтобы получить выражения для расчета температуры рабочего тела при произвольном положении поршня, запишем уравнения состояния для точек а, с и х.
Поскольку в термодинамическом цикле утечки заряда через кольцевое уплотнение поршня отсутствуют, то можно записать, что M a = M c = M x . Тогда, поделив выражение (9) на выражение (8), получим
Т с = T a ( p c / p a ) ( V c / V a ) . (11)
Так как p c / p a = (V а /V с ) k = ? k и V c /V a = 1/?, то для температуры рабочего тела в конце процесса сжатия окончательно получаем выражение
По аналогии, поделив выражение (10) на выражение (8), для температуры, соответствующей произвольному положению поршня, получим
Построение кривой расширения выполняется по аналогиис кривой сжатия. Для расчета давлений, соответствующих кривой расширения, используются приведенные ниже формулы.
В соответствии с уравнением адиабаты для кривой расширения, можно записать
поршень термодинамический цикл объем
p z V z k = p b V b k = p x V x k . (14)
Из зависимости (14) получаем выражения для давления в конце процесса расширения
p b = p z /( V b / V z ) k = p z / д k , (15)
где д - степень последующего расширения рабочего тела.
Соответственно для давления над поршнем при произвольном его положении в процессе расширения получаем :
p x = p y ( V x / V y ) k = p z / д х k , (16)
де д х - степень последующего расширения рабочего тела при произвольном положении поршня.
Показателем совершенства всякого теплового двигателя служит термический КПД. Для термодинамического цикла с подводом теплоты при постоянном объеме термический КПД вычисляется по формуле
Для термодинамического цикла с подводом теплоты при постоянном объеме и затем при постоянном давлении, термический КПД вычисляется по формуле
з t =1 - [ ( лс k - 1 ) / ( ? k -1 ( л - 1+ k л ( с - 1) ) ]. (18)
Отношение работы цикла к единице рабочего объема цилиндра (удельная работа) описывается значением среднего давления цикла. В цикле с подводом теплоты при постоянном объеме оно определяется формулой
p m = ( p a / ( k - 1 ) )( ? k / ( ?- 1 ) ) з t ( л- 1). (19)
В цикле со смешанным подводом теплоты значение среднего давления цикла определяется формулой
p m = ( p a / ( k - 1 ) ) ( ? k / ( ? - 1 ) ) з t [ л- 1+ k л ( с- 1)]. (20)
4. Р асчет параметров рабочего тела в циклах
4.1 Расчет параметров в цикле с подводом теплоты при постоянном объеме
По формуле (1) и с использованием данных, приведенных в таблице 1, считаем температуру, К, рабочего тела в точке с :
Т с = 280 * 6 , 5 (1,41-1) = 6 03 К
Аналогично считаем значения температуры рабочего тела в остальных точках термодинамического цикла:
T y = 25 33 K ; T z = 25 33 K ; T b = 1 176 K .
По оси абсцисс откладываем значение полного объема цилиндра
V a = 100 у.е., затем считаем объем камеры сгорания V c = 100/7,5 = 15,4 ; значение объема в произвольной точке принимаем V x = 60у.е.
Для расчета значения давления над поршнем при произвольном его положении необходимо выразить значение ? x , выразив из формулы (7) значение текущей степени сжатия:
е x 1 = V a / V x 1 = 100/6 0 = 1,7 .
Затем, подставив е x в формулы(6) и (7) считаем значения для давления над поршнем при произвольном его положении ( р х ), МПа, и для давления в конце процесса ( р с ), МПа:
По данным примерам расчета значений давлений в точках термодинамического цикла в процессе сжатия, производим расчет параметров для вспомогательных точек цикла, значения которых приведены в таблице 3.
По формуле (13) получаем значение температуры, соответствующей произвольному положению поршня Т х = 603 К .
Для построения кривой расширения, во-первых, находим значение давления, МПа, в точке z
Во-вторых, рассчитать значение степени последующего расширения рабочего тела при произвольном положении поршня
В-третьих, по формулам (15) и (16) рассчитываем давление, МПа, в конце процесса расширения, и соответственно для давления над поршнем при произвольном его положении в процессе расширения, МПа:
p b = p z / д k = 5,9 / 6 ,5 1,41 = 0, 42 ,
В-четвертых, по указанным выше примерам, рассчитываем параметры цикла для вспомогательных точек термодинамического цикла, значения которых приведены в таблице 3.
Рассчитываем значение термического КПД по формуле (17)
з t =1 - 1/ 6 , 5 1,41-1 = 0, 5 4 .
Рассчитываем значение среднего давления по формуле (19)
p m = (0,1/ 1 ,41 -1 ) ( 6 ,5 1,41 /6 ,5 -1)0,5 4( 4,2 - 1) = 1, 05 .
Таблица 3 - Результаты расчета значений параметров термодинамического цикла при постоянном объеме для процесса сжатия
Значение объема в произвольной точке (Vx), у.е.
Значение давления над поршнем при произвольном его положении (px), МПа
4.2 Расчет параметров в цикле с подводом теплоты при постоянном объеме и затем при постоянном давлении
По формуле (1) и с использованием данных, приведенных в таблице 2, считаем температуру, К, рабочего тела в точке с :
Т с = 2 80 * 1 5 , 5 (1,41-1) = 861 K .
Аналогично считаем значения температуры рабочего тела в остальных точках термодинамического цикла: T y = 1 6 33 K ; T z = 1 797 K ; T b = 606 K .
По оси абсцисс откладываем значение полного объема цилиндра
V a = 100, затем считаем объем камеры сгорания V c = 100/15 , 5 = 6 ,45 ; значение объема в произвольной точке принимаем V x 1 = 5 0 .
Для расчета значения для давления над поршнем при произвольном его положении необходимо выразить значение ? x , выразив из формулы (7) значение текущей степени сжатия:
Затем, подставив ? x в формулы(6) и (7) считаем значения для давления над поршнем при произвольном его положении ( р х ), МПа, и для давления в конце процесса ( р с ), МПа:
По данным примерам расчета значений давлений в точках термодинамического цикла в процессе сжатия, производим расчет параметров для вспомогательных точек цикла, значения которых приведены в таблице 4.
По формуле (13) получаем значение температуры, соответствующей произвольному положению поршня
Для построения кривой расширения, во-первых, находим значение давления, МПа, в точке z :
Во-вторых, рассчитать значение степени последующего расширения рабочего тела при произвольном положении поршня
д х 1 = V x 1 / V c = 5 0/6 ,45 = 7,75 .
В-третьих, по формулам (15) и (16) рассчитываем давление, МПа, в конце процесса расширения, и соответственно для давления над поршнем при произвольном его положении в процессе расширения, МПа :
p b = p z / д k = 9,04 / 14,1 1,41 = 0,22 ,
В-четвертых, по указанным выше примерам, рассчитываем параметры цикла для вспомогательных точек, значения которых приведены в Таблице 4.
Рассчитываем значение термического КПД по формуле (18)
з t = 1 - [ (1,9 *1, 1 1,41 -1) / ( 15 ,5 0,41 (1 ,9-1+1,41*1,9(1,1 -1)) )] = 0,68 .
Рассчитываем значение среднего давления по формуле (20)
p m = (0,1 /0,41)*( 1 5 ,5 1,41 / 14,5)*0,68*(1,9-1+1,41*1,9(1,1 -1)) = 0,6 2 .
Таблица 4 - Результаты расчета значений параметров термодинамического цикла с подводом теплоты при постоянном объеме, затем при постоянном давлении, для процесса сжатия и расширения
Значение объема в произвольной точке (Vx), у.е
Значение давления над поршнем при произвольном его положении (px), МПа
Выполняя расчетно-графическую работу № 1, получен опыт, рассчитывать параметры термодинамических циклов и среднее давление цикла, так же научился строить графики по полученным данным для цикла с подводом теплоты при постоянном объеме и с подводом теплоты при постоянном объеме, затем при постоянном давлении.
1. Транспортная энергетика: метод. указания/ сост. В. Н. Степанов; [Текс] / СПбГАСУ. - СПБ., 2013. - 20 с.
Определение показателя политропы, начальных и конечных параметров, изменения энтропии для данного газа. Расчет параметров рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно-изобарным подводом теплоты. контрольная работа [1,1 M], добавлен 03.12.2011
Расчёт оптимального значения степени повышения давления в компрессоре газотурбинного двигателя. Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах цикла, параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения. курсовая работа [278,4 K], добавлен 19.04.2015
Молярная масса и массовые теплоемкости газовой смеси. Процесс адиабатного состояния. Параметры рабочего тела в точках цикла. Влияние степени сжатия, повышения давления и изобарного расширения на термический КПД цикла. Процесс отвода теплоты по изохоре. курсовая работа [35,7 K], добавлен 07.03.2010
Расчет параметров состояния в контрольных точках цикла Брайтона без регенерации тепла. Изучение конца адиабатного процесса сжатия. Нахождение коэффициента теплоемкости при постоянном объеме и при постоянном давлении. Вычисление теплообменного аппарата. курсовая работа [902,9 K], добавлен 01.04.2019
Определение основных параметров состояния рабочего тела в характерных точках цикла. Вычисление удельной работы расширения и сжатия, количества подведенной и отведенной теплоты. Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах цикла. курсовая работа [134,6 K], добавлен 20.10.2014
Расчет эффективности работы паросилового цикла Ренкина. Определение параметров состояния рабочего тела в различных точках цикла. Оценка потери энергии и работоспособности в реальных процесса рабочего тела. Эксергетический анализ исследуемого цикла. реферат [180,6 K], добавлен 21.07.2014
Взаимосвязь параметров теплоносителя и рабочего тела, их влияние на показатели ядерной энергетической установки. Определение температуры теплоносителя на входе и выходе ядерного реактора. Общая характеристика метода определения параметров рабочего тела. контрольная работа [600,3 K], добавлен 18.04.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Расчет параметров термодинамических циклов контрольная работа. Физика и энергетика.
Реферат: Приемопередающие устройства. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Анализ состава, структуры, динамики оборотных активов и оценка их оборачиваемости. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Португальская революция 1910
Реферат: Сфинксы на пристани у Академии художеств в Санкт-Петербурге
Дипломная работа по теме Разработка газоразрядного экрана
Дипломная работа по теме Использование стереотаксического метода в исследованиях ЦНС
Реферат по теме Анархическое движение в Мексике
Реферат по теме Специфика физики микрообъектов
Международные отношения в Южной Азии
Социальное Планирование Курсовая
Курсовая работа: Залог как способ обеспечения исполнения обязательств. Скачать бесплатно и без регистрации
Интересные Темы Курсовых Работ По Эпосу Африки
Реферат: Милиция общественной безопасности
Реферат: Порядок заключения под стражу по российскому уголовному законодательству
Т Яблонская Утро Сочинение 6 Класс
Дипломная работа по теме Общетеоретические вопросы лицензирования банковской деятельности
Реферат: Свобода воли
Сочинение Цветы В Вазе Головин
Реферат: Попытка заключения договора о коллективной безопасности стран в 1934 году. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Учёт отчислений из заработной платы
Творчество Федерико Феллини - Культура и искусство курсовая работа
Профессиональная ориентация учащихся 9 классов в условиях Межшкольного учебного комбината - Педагогика дипломная работа
A history of the english language - Иностранные языки и языкознание курсовая работа