КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.

Pi/P0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1
Pi, Па
Fi, м2
Ti, К
ri, кг/м3
Vi, м/с

 

 

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Уравнение первого закона термодинамики для потока газа.

2. Как определяется работа проталкивания?

3. Формула определения скорости истечения газа.

4. От каких факторов зависит величина энтальпии?

5. Как определяется и от чего зависит критическая скорость газа?

6. Для чего предназначено и из каких участков состоит сопло Лаваля?

7. Как изменяются термодинамические параметры газа по длине сопла?

6. ЛИТЕРАТУРА

1. Вукалович М.П. Новиков И.И. Термодинамика. «Машиностроение», 1972.

2.Кириллин В.А., Сычев В.В„ Шейдлин Л.Е. Техническая термодинами­ка. «Энергия», 1968

3.Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. «Высшая школа», 1975.

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1

Определение параметров идеального цикла

Поршневого двигателя

 

по дисциплине

ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

 

Направление подготовки: 160100 "Авиа- и ракетостроение"

Специальности: 160302 "Ракетные двигатели"

Форма обучения очная

 

 

Тула 2010 г.

 

 

Методические указания к лабораторной работе составлены доцентом О.А.Евлановой и обсуждены на заседании кафедры «Ракетное вооружение» машиностроительного факультета

протокол № 5 от «5» июля 2010 г.

Зав. кафедрой _____________ Н.А. Макаровец

 

 

Методические указания к лабораторной работе пересмотрены и утверждены на заседании кафедры «Ракетное вооружение» машиностроительного факультета

протокол № от «___» ______ 2010 г.

Зав. кафедрой _____________ Н.А. Макаровец

 

 

 

 

 

 

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является освоение методики расчета термодинамических процессов идеального цикла поршневого двигателя с подводом тепла при постоянном объеме.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

– давление в начале цикла р₁, Па ………………………... 1·10⁵;

– степень сжатия e …………………………………………4,0;

– степень повышения давления l ……………………….. 4,0;

– газовая постоянная рабочего тела R, Дж/(кг·К) ………. 287;

– показатель адиабаты рабочего тела k …………………. 1,4;

– теплоемкость рабочего тела с_v, кДж/(кг·К) …………… 0,72.

Температура в начале цикла Т₁, К в вариантах индивидуального задания выдается преподавателем.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Идеальный термодинамический цикл двигателя с изохорным подводом теплоты состоит из двух изохор и двух адиабат.

На рисунке 1 представлен термодинамический цикл двигателя с изохорным подводом теплоты в pv-диаграмме, который осуществляется следующим образом.

Идеальный газ с начальными параметрами р₁, v₁, и Т₁ сжимается по адиабате 1–2 до точки 2. По изохоре 2–3 рабочему телу сообщается количество теплоты q₁. От точки 3 рабочее тело расширяется по адиабате 3–4. И, наконец, по изохоре 4–1 рабочее тело возвращается в первоначальное состояние, при этом отводится теплота q₂ в теплоприемник.

Характеристиками цикла являются: степень сжатия и степень повышения давления .

Определим термический КПД этого цикла, полагая, что теплоемкость с_v и величина k постоянны.

Термический КПД цикла

.

Количество подведенной теплоты

,

а количество отведенной теплоты

.

Полезно использованная теплота равна равна разности количества подведенной и отведенной теплот.

Тогда термический КПД цикла

.

Работа расширения равна

.

Работа сжатия равна

.

Полезная работа определяется как сумма работ расширения и сжатия.

Параметры рабочего тела во всех характерных точках цикла равны:

в точке 2:

; ; ; ;

в точке 3:

; ; ; ;

в точке 4:

; ; ; .

Подставляя найденные значения температур в уравнение термического КПД цикла, получаем

.

Термический КПД цикла с подводом теплоты при постоянном объеме равен

.

Из последнего уравнения следует, что термический КПД такого цикла зависит от степени сжатия e и показателя адиабаты k или от природы рабочего тела. КПД увеличивается с возрастанием e и k. От степени повышения давления l термический КПД не зависит.

 

4. ПОРЯДОК РАСЧЕТА

Расчет ведем на 1 кг рабочего тела.

1.Определить параметры рабочего тела (р, v, Т) в характерных точках цикла.

2.Определить полезную работу цикла.

3.Определить полезно использованную теплоту.

4.Определить термический КПД цикла и сделать его проверку.

5.Определить термический КПД цикла Карно по данным задачи

.

 

 

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дать описание индикаторной диаграммы поршневого двигателя со сгоранием топлива при постоянном объеме.

2. Как зависит КПД поршневого двигателя от степени сжатия?

3. Объяснить различие между степенью сжатия и степенью повышения давления.

4. Как зависит КПД поршневого двигателя от степени повышения давления?

7. ЛИТЕРАТУРА

1. Вукалович М.П. Новиков И.И. Термодинамика. «Машиностроение», 1972.

2.Кириллин В.А., Сычев В.В„ Шейдлин Л.Е. Техническая термодинами­ка. «Энергия», 1968

3.Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. «Высшая школа», 1975.