Основные допущения

Е.Г. Жулина, А.Г. Китов, Ф.Е. Кальницкий

УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ПО ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОМУ РАСЧЁТУ

ИДЕАЛИЗИРОВАННОГО ЦИКЛА ПОРШНЕВОГО ДВС СО СМЕШАННЫМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

К РАБОЧЕМУ ТЕЛУ И С ПОЛИТРОПНЫМИ

ПРОЦЕССАМИ СЖАТИЯ И РАСШИРЕНИЯ

РАБОЧЕГО ТЕЛА

Дисциплина П.24 – Рабочие процессы, конструкция и основы расчёта тепловых энергетических установок

ОБРАЗЕЦ ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный педагогический университет

имени Козьмы Минина»

Факультет управления и социально–технических сервисов

Кафедра технологии транспортных процессов и систем

Задание на контрольную работу

по дисциплине П.24 – Рабочие процессы, конструкция и основы расчёта энергетических установок

Произвести расчет идеализированного термодинамического цикла со смешанным подводом теплоты и с политропными процессами сжатия и расширения рабочего тела. Построить индикаторную диаграмму цикла и внешнюю скоростную характеристику двигателя.

В число исходных данных входят:

показатели политропных процессов сжатия (n1) и расширения (n2);

полный объём цилиндра двигателя (V_a, л), давление (P_a, Па) и температура (T_a, К) рабочего тела в конце процесса наполнения;

степень сжатия (ε), степень повышения давления (λ) и степень предварительного расширения (ρ) рабочего тела;

число цилиндров двигателя (I) и частота вращения коленчатого вала, (N, об/мин).

К контрольной работе приложить расчётно-пояснительную записку с необходимыми графическими материалами, выполненную в соответствии с требованиями [1].

Рекомендуемая литература

1. Пособие по курсовому проекту по дисциплине “Рабочие процессы, конструкция и основы расчёта энергетических установок”. ВГИПУ. Н. Новгород.2007.

2. Прокопенко Н.И. Термодинамический расчёт идеализированного цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания/ Н. И. Прокопенко. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. – 143с.

3. Шатров М.Г. Автомобильные двигатели. Курсовое проектирование: Учебное пособие: Допущено УМО/ М.Г.Шатров, И.В. Алексеев, С.Н. Богданов и др.; Под ред. М.Г.Шатрова. – М.Г.Шатрова. – М.: Изд. центр «Академия», 2011. - 256с.

4. В.И.Песков. Теория автомобиля. Нижегоролский государственный технический университет. Н. Новгород. 2006.

Срок сдачи законченной контрольной работы __________ 201_г.

Дата выдачи задания________________________________ 201_г.

Вариант №30

n1 n2 V_a P_a T_a ε λ ρ I N

- - л МПа К - - - - об/мин

1.350 1.200 2.90 0.0840 310 13.00 1.60 1.42 4 2000

Разработал ____________ Утвердил_____________

Доцент кафедры Заведующий кафедрой

Технологии транспортных процессов и систем Технологии транспортных процессов и систем

Кальницкий Ф.Е. Китов А.Г.

Оглавление

Основные допущения

В контрольной работе необходимо выполнить термодинамический расчёт идеализированного цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания и проанализировать результаты расчёта. Расчёту и анализу подлежит цикл двигателя со смешанным подводом теплоты к рабочему телу и с политропными процессами сжатия и расширения рабочего тела.

В соответствии со вторым законом термодинамики рассматривается замкнутый цикл двигателя с неизменным рабочим телом во всех термодинамических процессах, составляющих цикл.

Рабочее тело – воздух, подчиняющийся уравнению состояния идеального газа.

Расчёт выполняется с использованием средних мольных теплоёмкостей рабочего тела (воздуха), которые зависят только от температуры.

Термодинамические процессы, составляющие цикл, равновесные и обратимые, процессы сжатия и расширения – политропные.

С целью расчёта параметров двигателя, в исходные данные дополнительно включены число цилиндров двигателя, частота вращения его коленчатого вала и тактность двигателя.

Содержание контрольной работы и пояснительной записки

Содержание пояснительной записки к контрольной работе.

Описать цикл двигателя и выполнить его термодинамический расчёт. Описание цикла должно быть основано на подробных комментариях термодинамических процессов, из которых образован цикл двигателя. В описании привести различные формы уравнений связи между параметрами состояния рабочего тела в этих термодинамических процессах, а также показать, как можно рассчитать работу рабочего тела и подведенную (отведенную) теплоту. Выполнить контроль точности термодинамического расчёта цикла двигателя.

В расчётной части:

а) определить параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла;

б) определить параметры состояния рабочего тела в дополнительных точках для построения индикаторной диаграммы цикла;

в) рассчитать работу рабочего тела и подведенную (отведенную) к нему теплоту во всех термодинамических процессах, составляющих цикл;

г) рассчитать результирующую работу рабочего тела, суммарную подведенную и отведенную теплоту в цикле, среднее индикаторное давление рабочего тела и индикаторную мощность двигателя;

д) рассчитать термический коэффициент полезного действия цикла и выполнить его сравнение с термическим коэффициентом полезного действия цикла Карно, реализованного в этом же диапазоне температур;

е) рассчитать цикловые расходы топлива и воздуха, а также коэффициент избытка воздуха;

з) построить индикаторную диаграмму цикла;

и) рассчитать и построить внешнюю скоростную характеристику двигателя, включая зависимость удельного расхода топлива от частоты вращения коленвала двигателя.

Изложение должно сопровождаться таблицами, в которые заносятся параметры, необходимые для построения индикаторной диаграммы цикла и внешней скоростной характеристики двигателя.

Вычисления выполнить с точностью:

температуры—до 1, 0К;

давления— до 0, 1кПа (100Па);

объема — до 0, 001л (0, 001 дм³);

энергии, теплоты и работы —до 1Дж;

мощности — до 1кВт;

момента – до 1Нм;

мольной теплоемкости — до 0, 01 Дж/(моль*К)