Материал: 4509

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

26

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

pm

 

T1 ln

T1

 

R ln

р1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

T

 

 

 

T0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Т0 273

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

условиях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

pm

 

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

 

 

кДж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг К

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

303

0,097

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кДж

 

 

 

 

 

 

S1

0,998 ln

 

 

0.287 ln

 

 

 

 

 

 

0,1165

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

273

0,1013

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг

 

 

 

 

 

 

Далее вычисляем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

S

 

S

 

0,1448 0,1165 0,0283

кДж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

S

 

S

 

0,1937 0,0283 0,1654

 

кДж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2 3

2

кг К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

S

 

S

 

0,3299 0,1654 0,6607

 

кДж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

3 4

3

 

кг К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

S

 

S

 

0,1885 0,6607 0,8492

 

кДж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

4 5

4

 

кг К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задаваясь

масштабами

 

 

 

 

 

10

 

К

,

 

 

0,01

кДж

 

К

 

наносим

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

27

 

 

Р- диаграмма

 

 

 

 

 

T-S диаграмма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р,

 

 

 

 

 

 

 

Т, К

 

 

 

 

 

 

 

 

МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

1200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,0

3

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0,2 0,4 0,6 0,8

 

v, м3/кг 200

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6

 

 

Исходные данные и результаты расчетов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование

 

 

 

 

 

Значения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р, МПа

,

 

м3

 

Т , К

t, C

S,

 

кДж

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2–3

160

 

0

 

160

220,3

0,1937

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Термический к.п.д.

tu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

идеализированного

 

 

 

 

0,657

 

 

 

 

 

цикла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

 

tk

 

 

 

 

0,762

 

 

 

 

 

заполнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднеинтегральная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

температура

 

Tинт , К

 

 

 

 

459,9

 

 

 

 

 

процесса отвода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тепла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

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».

30

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,

Источник: https://studfile.net/preview/16414544/