Міністерство освіти і науки України

Міністерство освіти і науки України

Луцький національний технічний університет

Кафедра автомобілів і транспортних технологій

Розрахунково-графічна робота №1

з дисципліни: «Теоретичні основи теплотехніки»

Шифр: 050.13

Виконав: ст.гр. АТС-11

Мошковський С.О.

Перевірив: доцент

Скалига М.М.

Прийняв: доцент

Грабовець В.В.

Луцьк-2013

Умова задачі №1. Визначити тиск , температуру і об’єм робочого тіла в характерних точках теоретичного циклу поршневого ДВЗ зі змішаним підводом теплоти. Розрахувати кількість підведеної, відведеної і корисно використаної теплоти. Обчислити роботу циклу, а також ККД теоретичного циклу, циклу Карно і середній індикаторний тиск. За даними розрахунку в pV- і Ts-координатах побудувати () теоретичний цикл. Значення початкового тиску робочого тіла прийняти p = 0,1МПа. Дані про значення молекулярної маси, і газових сталих для різних газів приведені в додатку 1. Початкові дані для розв’язання задачі вибрати з табл. 1.1

Таблиця 1.1

Остан-ня цифра шифру	Робоче тіло	Почат- ковий об’єм газу V·10^-3, м3	Початкова температура газу, ^0С	Перед- остання цифра шифру	Ступінь адіабат-ного стиску	Ступінь підви-щення тиску	Ступінь поперед-нього розши-рення
	Гелій	1,0	-64			1,75	1,1
	Водень	1,3	+40			1,65	1,5
	Фреон-11	1,5	-53			1,60	1,15
	Фреон-12	1,7	+30			1,55	1,45
	Фреон-13	1,9	-41			1,50	1,20
	Фреон-22	2,1	+23			1,45	1,40
	Фреон-113	2,3	-33			1,40	1,25
	Фреон142	2,5	+10			1,35	1,35
	Фреон-3ВІ	2,7	-20			1,30	1,20
	Етилен	2,9				1,25	1,30

Хід роботи

1. Попередньо будується в РV- і ТS- координатах цикл поршневого ДВЗ із змішаним підводом теплоти.

1.1. Виписуються із вихідних даних параметри робочого тіла (газу) в точці 1:

1.2. Визначається маса робочого тіла, m (кг), що бере участь у здійсненні даного циклу із формули Менделєєва-Клапейрона:

,

звідки ,

де Р₁ – початковий тиск робочого тіла, Па, (із вихідних даних);

V₁ – початковий об’єм робочого тіла, м³, (із вихідних даних);

Т₁ – початкова температура робочого тіла, К, (із вихідних даних);

R – газова стала даного робочого тіла, , (із додатку 1).

2. Визначаються параметри робочого тіла в точці 2 циклу.

2.1. Підраховується об'єм V₂ (м³) робочого тіла з рівняння ступені адіабатного стиску:

,

звідки

2.2. Визначається тиск Р₂ (Па) робочого тіла з рівняння адіабатного процесу 1-2: ,

звідки ,

де k – показник адіабати даного газу (k = 1.67 для Гелію (He)).

2.3. Підраховується температура T₂ (К) робочого тіла з рівняння Менделєєва-Клапейрона: ,

звідки

3. Визначаються параметри робочого тіла в точці 3 циклу.

3.1. Підраховується об'єм V₂ (м³) робочого тіла з ознаки ізохорного процесу 2-3:

3.2. Визначається тиск Р₃ (Па) робочого тіла з рівняння степені підвищення тиску:

звідки

3.3. Підраховується температура T₃ (К) робочого тіла з рівняння Менделєєва-Клапейрона:

звідки

4. Знаходяться параметри робочого тіла в точці 4 циклу.

4.1. Визначається тиск Р₄ (Па) робочого тіла з ознак ізобарного процесу:

4.2. Підраховується об'єм V₄ (м³) робочого тіла з рівняння ступені попереднього розширення: ,

звідки

4.3. Знаходиться температура T₄ (К) робочого тіла з рівняння Менделєева-Клапейрона:

5. Визначаються параметри робочого тіла в точці 5 циклу.

5.1. Знаходиться об'єм V₅ (м³) робочого тіла з ознаки ізохорного процесу 5-1;

5.2. Підраховується тиск Р5 робочого тіла з рівняння адіабатного процесу 4- 5: ,

звідки ,

5.3. Визначається температура T₅ (К) робочого тіла з рівняння Менделєєва

Клапейрона:

6. Знаходяться питомі ізобарна та ізохорна теплоємності даного газу, розв'язавши відносно них наступну систему рівнянь:

7. Розраховується кількість підведеної теплоти Q₁ (Дж):

,

де ,

8. Розраховується кількість відведеної теплоти Q₂ (Дж) від робочого тіла в результаті здійснення ним циклу:

9. Визначається корисно використана теплота, що рівна роботі циклу L (Дж):

10. Підраховується (к.к.д.) даного циклу (%) з рівняння:

11. Розраховується термічний коефіцієнт корисної дії Карно для даного циклу (%) з рівняння:

Термічний к.к.д. Карно для даного циклу повинен бути вищим від термічного к.к.д. ().

Дата добавления: 2015-09-29