| Про-цесс | Харак-терис-тика про-цесса | Зависи-мость между парамет-рами | Количество теплоты | Изменение энтропии |
| Изо-хорный | v =const | 
| 
| 
|
| Изо-барный | р =const | 
| 
| 
|
| Изо-терми-ческий | T =const | 
| 
| 
|
| Адиа-батный | s =const | 
| 
| 
|
Примеры расчета второго раздела задания
Пример 1.
Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при v=const определить параметры в характерных точках, полученную работу, термический к.п.д., количество подведенной и отведенной теплоты. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость принять постоянной.
Исходные данные:
1. Начальное давление р 1= 0,100 МПа.
2. Начальная температура t1 = 20 ºС.
3. Степень сжатия e = 3,6.
4. Степень повышения давления l = 3,33.
Определить:
1. Значения параметров и функций состояния воздуха (р, v, T, u, i, s) для характерных точек цикла.
2. Суммарные количества теплоты подведенной q 1 и отведенной q 2, работу цикла lц, термический к.п.д. цикла ht.
3. Для каждого из процессов изменение внутренней энергии Du, энтальпии Di, энтропии Ds, теплоту процесса q и работу процесса l.
4. Построить цикл в координатах p-v и T-s, нанеся основные точки цикла и координаты трех промежуточных точек, составляющих его процессов.
Решение.
При расчетах считаем воздух идеальным газом, а его свойства - не зависящими от температуры. Принимаем R =287 Дж/(кг×К), k =1,4, cp =1,005 кДж/(кг×К), cv =0,718 кДж/(кг×К). Расчет ведется для одного килограмма воздуха.
1. Расчет параметров и функций состояния в точках цикла:
Точка 1
р1 =0,100 МПа, Т1 =293 К,
=0,841 м3/кг,
=0,718·(293-273)=14,36 кДж/кг,
=1,005·(293-273)=20,10 кДж/кг,
=0,075 кДж/(кг×К).
Точка 2
0,6 МПа,
293·3,60,4=489 К,
0,233 м3/кг,
=0,718·(489-273)=155,09 кДж/кг,
=1,005·(489-273)=217,08 кДж/кг,
=0,075 кДж/(кг×К).
Точка 3
0,6·3,33=2 МПа,
489·3,33=1628 К,
0,233 м3/кг,
=0,718·(1628-273)=972,89 кДж/кг,
=1,005·(1628-273)=1361,77 кДж/кг,
=0,937 кДж/(кг×К).
Точка 4
0,1·3,33=0,33 МПа,
1628·0,2770,4=976 К,
0,841 м3/кг.
=0,718·(976-273)=504,75 кДж/кг,
=1,005·(976-273)=706,52 кДж/кг,
=0,937 кДж/(кг×К).
2. Удельное количество подведенной теплоты:
0,718(1628-489)=817,8 кДж/кг;
Удельное количество отведенной теплоты:
0,718(976-293)=490,39 кДж/кг.
Удельная работа цикла:
817,8-490,39=327,41 кДж/кг.
Термический к.п.д. цикла:
.0,40 или
0,40.
3. Изменение внутренней энергии Du, энтальпии Di, энтропии Ds, теплот процессов q и работ процессов l цикла.
Процесс 1-2 (адиабатный процесс):
Du1-2 = u2 – u1 = 155,09 – 14,36 = 140,73 кДж/кг;
Di1-2 = i2 – i1 = 217,08 – 20,10 = 196,98 кДж/кг;
Ds1-2 = 0;
q1-2 = 0;
l1-2 = - Du1-2 = - 140,73 кДж/кг.
Процесс 2-3 (изохорный):
Du2-3 = u3 – u2 = 972,89 – 155,09 = 817,80 кДж/кг;
Di2-3 = i3 – i2 = 1361,77 – 217,08 = 1144,69 кДж/кг;
Ds2-3 = s3 – s2 = 0,937 – 0,075 = 0,862 кДж/(кг·K);
q2-3 = q1 = 817,8 кДж/кг;
l2-3 = q2-3 - Du2-3 = 817,8 – 817,8 = 0 кДж/кг.
Процесс 3-4 (адиабатный процесс):
Du3-4 = u4 – u3 = 504,75 – 972,89 = - 468,14 кДж/кг;
Di3-4 = i4 – i3 = 706,52 – 1361,77= - 655,25 кДж/кг;
Ds3-4 = 0;
q3-4 = 0;
l3-4 = - Du3-4 = 468,14 кДж/кг.
Процесс 4-1 (изохорный процесс):
Du4-1 = u1 – u4 = 14,36 – 504,75 = - 490,39 кДж/кг;
Di4-1 = i1 – i4 = 20,10 – 706,52 = - 686,42 кДж/кг;
Ds4-1 = s1 – s4 = 0,075 – 0,937 = - 0,862 кДж/(кг·K);
q4-1 = - q2 = - 490,39 кДж/кг;
l4-1 =0.
Результаты расчета представлены в таблице 5.
Таблица 5
Результаты расчета примера №1 задания к разделу 2
| Процессы | Du, кДж/кг | Di, кДж/кг | Ds, кДж/(кг×К) | q, кДж/кг | l, кДж/кг |
| 1-2 | 140,73 | 196,98 | -140,73 | ||
| 2-3 | 817,8 | 1144,69 | 0,862 | 817,8 | |
| 3-4 | -468,14 | -655,25 | 468,14 | ||
| 4-1 | -490,39 | -686,42 | -0,862 | -490,39 | |
| Сумма | 327,41 | 327,41 |
4. Для построения диаграммы цикла в p-v координатах определяем координаты трех промежуточных точек для каждого из процессов 1-2 и 3-4, используя зависимости между параметрами состояния:
Результаты расчета представлены в таблице 6.
Таблица 6
