выполнено на сервисе Автор24

Студенческая работа на тему:

Задание на расчетно-графическую работу Четырехкомпонентная газовая смесь совершает один из циклов ДВС (рис

Решение задач Механика

Создан заказ №945777

26 января 2016

Задание на расчетно-графическую работу Четырехкомпонентная газовая смесь совершает один из циклов ДВС (рис

Как заказчик описал требования к работе:

решить задание по термодинамике... расчетно графическая работа

Фрагмент выполненной работы:

Задание на расчетно-графическую работу Четырехкомпонентная газовая смесь совершает один из циклов ДВС (рис. 1,2,3) по преобразованию теплоты в механическую работу. Начальные параметры рабочего тела (состояние 1): Р1 = 0,1 МПа, Т1 = 300 К. Требуется выполнить 1) Провести расчет газовой смеси: - определить массовый состав смеси; - определить удельную газовую постоянную смеси R и ее кажущуюся молекулярную массу μ; - определить удельные массовые теплоемкости сp и cv и показатель адиабаты k= сp /сv. (работа была выполнена специалистами Автор 24) 2) Провести расчет термодинамических процессов, составляющих цикл. Определить: - параметры состояния газовой смеси (P,v,T) в характерных точках цикла; - количество работы в каждом процессе; - суммарное количество работы за цикл lц; - количество теплоты в каждом процессе; - суммарное количество теплоты, подведенное в цикле qподв; - суммарное количество теплоты, отведенное в цикле qотв; - термический КПД цикла ηt и кпд цикла Карно (ηк) в интервале температур цикла; - среднее цикловое давление Pt. 3) Определить характер зависимости ηt и Pt от степени сжатия ε. 4) Определить характер зависимости ηt и Pt от тепловой нагрузки цикла (от количества подведенной теплоты в цикле qподв). 5) Построить цикл в Pv и Ts координатах. Исходные данные Состав смеси Формула (наименование) компонента и его масса, кг ε λ ρ n Воздух 1,2 N2 1,9 H2O 1,5 O2 3,6 20 – 1,56 1,25 Тип двигателя – дизельный (P = const) Решение: Идеальный цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с изобарным подводом теплоты (цикл Дизеля, см. рис.) состоит из следующих термодинамических процессов: 1 - 2 – адиабатное сжатие; 2 - 3 – изобарный подвод теплоты; 3 - 4 – адиабатное расширение; 4 - 1 – изохорный отвод теплоты. а) б) Рисунок – Цикл Дизеля в (а) и координатах (б) 1) Расчет газовой смеси: - массовый состав смеси ; ; ; ; ; ; - удельная газовая постоянная смеси R и ее кажущаяся молекулярная масса μ ; где , , , – газовые постоянные компонентов смеси; - удельные массовые теплоемкости сp и cv и показатель адиабаты k= сp /сv ; ; ; ; . 2) Расчет термодинамических процессов, составляющих цикл 2.1) Определение параметров состояния рабочего тела в характерных точках теоретического цикла. Абсолютная температура рабочего тела в точке 1 . Удельный объем рабочего тела в точке 1 . Удельный объем рабочего тела в точке 2 . Давление рабочего тела в точке 2 , где – показатель адиабаты рабочего тела. Абсолютная температура рабочего тела в точке 2 . Давление рабочего тела после камеры сгорания . Удельный объем рабочего тела в точке 3 . Абсолютная температура рабочего тела в точке 3 . Удельный объем рабочего тела в точке 4 . Давление рабочего тела в точке 4 . Абсолютная температура рабочего тела в точке 4 . Удельные энтропии рабочего тела в характерных точках цикла определяем относительно точки отсчета: ; , которому соответствует : Результаты расчета теоретического цикла заносим в таблицу Таблица Характерная точка цикла Р, МПа v, м3/кг Т, К s, кДж/(кг*К) 1 0,1 0,928 300 0,106 2 6,225 0,0464 933,81 0,106 3 6,225 0,0724 1457,13 0,606 4 0,185 0,928 554,16 0,606 Изменение энтальпии в процессах цикла ; ; ; , Изменение внутренней энергии в процессах цикла ; ; ; . Изменение удельной энтропии в процессах цикла ; ; ; . Термический КПД цикла . Количество тепла, подведенное в цикле . Отведенная теплота в цикле В остальных процессах . Деформационная работа в процессах ; ; ; . Полезная работа цикла . Термический КПД цикла Карно в том же интервале температур . Среднее цикловое давление Pt . Характер зависимости ηt и Pt от степени сжатия ε определяем для и по формулам: ; Результаты расчета заносим в таблицу и строим по ним соответствующие графики зависимости. 15 16 17 18 19 20 21 22 0,607 0,617 0,625 0,634 0,641 0,648 0,654 0,660 0,370 0,383 0,396 0,409 0,421 0,433 0,444 0,455 Как видим из предыдущих двух графиков, увеличение степени сжатия в цикле Дизеля и неизменных прочих параметрах приводит к увеличению как термического КПД цикла, так среднего циклового давления. Характер зависимости ηt и Pt от тепловой нагрузки цикла (от количества подведенной теплоты в цикле qподв) рассчитываем по следующему алгоритму: 1) задаемся ; 2) определяем ; 3) определяем параметры в точке 2: ; ; ; 4) определяем параметры в точке 3:; ; ; 5) определяем количество теплоты, подведенной в цикле; 6) определяем термический КПД цикла ; 7) определяем среднее цикловое давление . Результаты расчетов по приведенной методике, выполненные на ЕВМ, приводим в таблице. Таблица 15 0,0619 4,186 837,259 0,0965 1306,124 527,338 0,607 0,370 16 0,0580 4,576 857,991 0,0905 1338,466 540,396 0,617 0,383 17 0,0546 4,975 877,933 0,0851 1369,576 552,956 0,625 0,396 18 0,0516 5,383 897,159 0,0804 1399,568 565,066 0,634 0,409 19 0,0488 5,800 915,733 0,0762 1428,543 576,764 0,641 0,421 20 0,0464 6,225 933,709 0,0724 1456,586 588,086 0,648 0,432 21 0,0442 6,658 951,135 0,0689 1483,771 599,062 0,654 0,444 22 0,0422 7,099 968,054 0,0658 1510,164 609,718 0,660 0,455 По полученным значениям строим графики зависимости термического КПД цикла и среднего циклового давления от удельного количества подведенной в цикле теплоты. Как видно из представленных графиков, зависимость имеет тот же характер, что зависимость , т.е. является возрастающей, но не линейной. Зависимость является прямопропорциональной, т.е. увеличение количества подведенного в цикле тепла приводит к прямопропорциональному росту среднего индикаторного давления в цикле. Теоретический цикл представим в pV- и Ts-координатах с соблюдением масштаба 2.2) Определение параметров состояния рабочего тела в характерных точках действительного цикла. Действительный цикл отличается от теоретического типом процессов сжатия 1-2 и расширения 3-4...Посмотреть предложения по расчету стоимости