ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Кафедра теплотехники, судовых котлов и вспомогательных установок Контрольная работа по дисциплине «Техническая термодинамика и теплотехника» Вариант 44 Группа М-252 Выполнил курсант Cафаров Е.К. Проверил преподаватель Орлова Е.Г Санкт-Петербург 2021 Условие: Определить параметры в характерных точка цикла двигателя внутреннего сгорания с изобарным подводом теплоты, если в начале сжатия давление и температура рабочего тела равны соответственно 0,1 МПа и 20 °С, степень сжатия = 14, степень предварительного расширения ρ = 2,1. Сжатие происходит по политропе с показателем n1 = 1,35, а расширение по политропе с показателем n2 = 1,25. Определить также количество подведённой и отведённой теплоты, работу и термический КПД цикла. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. Теплоемкость считать постоянной. Определить также изменение энтальпии, энтропии и внутренней энергии, количество подведённой (или отведённой) теплоты, работу в каждом из процессов. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. 1) p-V диаграмма цикла: 2) Определим параметры в характерных точках: Найдем удельный объем c помощью уравнения Клайперона в виде pv=RT; v1=RT1/p1= (287*(20+273)/105=0.841м3/кг vт.2=vт.1/epsilon=0.841/14=0.061м3/кг. 1-2 политропный процесс, то p1/p2=(v2/v1)n =105/(0.841/0.061)1.25=0.037бар Найдем T2 c помощью уравнения Клайперона в виде pv=RT; T2=p2*v2/R=0.037*105*0.061/287=564.52К Степень предварительно расширения p=2.1 для процесса 2-3, найдем v3 v3=pv2=0.061*2.1=0.128м3/кг Найдем T2 c помощью уравнения Клайперона в виде pv=RT; T3=p3*v3/R=25.56*10^5*0.128/287=1140К Так как процесс 3-4 политропный, то p3/p4=(v4/v3)n (v4)1.35=(v3)1.35*p3/p4=0.1381.35*25.56/1=1.6 м3/кг Найдем T2 c помощью уравнения Клайперона в виде pv=RT; T4=p4*v4/R=105*1,412/287=492К Точка 1 2 p, бар 1 25,56 V м3/кг 0,841 0,061 T.K 293 564,52 3 4 25,56 1 0,128 1,412 1140 492 3)Определим кол-во теплоты и работу и кпд цикла: Подведенная теплота:q2-3=qпод= cp(T3-T2)=1,01*(1140-564,52)=581.23кДж Отведенная теплота: qотв=q4-1=cv(T1-T4)=0,723*(293-492)=-143.877кДж Подведенная теплота: q1-2=cp*(n-k/n-1)(T2-T1)=1,01*(1,35-1.4/1.35-1)*(564,52-293)=-39.17кДж Отведенная теплота: q3-4=cv*(n-k/n-1)(T4-T3)=0,723*(1,35-1.4/1.35-1)*(492-1140)=66,93кДж КПД: (qпод-qотв)/qпод=(465,113/542,06)=0.86 Для политропных процессов 1-2 и 3-4 и работы равны: l1-2=(p1v1-p2v2)/n-1=(293*0,841-564,52*0,061)/1,25-1=848кДж/кг l3-4==(p3v3-p4v4)/n-1=(1140*0,128-492*1,412)/1,35-1=-1187.28кДж/кг Для изобарных процессов 2-3 и 4-1 и работы равны: l2-3=R(T3-T2)=287(1140-564,52)=165.16кДж/кг l1-4=R(T1-T4)=287(293-492)=-57.11кДж/кг Работа цикла l=l3-4+l2-3+ l1-2+ l4-1=848-57.11+165.16-1187.28=-231.23 кДж/кг
