загрузка...
 
1.4. Контрольні задачі
Повернутись до змісту

1.4. Контрольні задачі

Задача 1

ДВЗ працює за циклом з підведенням теплоти у процесі V=const. Початковий стан робочого тіла р1 і t1, ступінь стиску , при згоранні палива виділяється енергія q1. Визначити параметри в перехідних точках, термічний ККД і корисну роботу для ідеального циклу двигуна, якщо робоче тіло має властивості повітря (R=287 Дж/(кг?К), k=1,4). Теплоємність вважати сталою (с=const).

Визначити також основні розміри (S і D) двигуна потужністю Ne, питому і годинну витрати палива з теплотою згоряння 44,1 МДж/кг, якщо відомі відносний коефіцієнт потужності hві , механічний ККД hм , число обертів двигуна n, відношення S/D, число циліндрів z, тактність t.

Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значення j .

Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінки a1, від стінки до повітря a2, стінка радіатора із алюмінієвого сплаву Al+Mg завтовшки d=1,5мм з коефіцієнтом оребріння F2/F1.  В  систему  охолодження  передається  відносна кількість теплоти qох /q1, причому середня температура рідини дорівнює , середня температура повітря - . Підрахувати також питомий потік через гладеньку стінку радіатора.

Числові дані взяти з табл.1.

Розглянутий цикл зобразити на р, V -  і   T, s –діаграмах.

12 Таблиця 1

Пара-метр

Варіант (остання цифра залікової книжки)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

p1, кПа

95

90

85

80

75

72

78

82

88

92

t1, оС

80

75

71

66

62

55

47

70

79

90

e

8,1

9,2

6,5

7,5

8,5

9,1

7,8

7,2

6,8

8,8

q1, кДж/кг

980

920

880

1000

720

750

960

900

840

730

hві ,%

72

74

76

78

75

70

80

76

73

77

hм ,%

80

82

80

85

79

78

80

83

80

84

S/D

1,21

1,12

1,05

1,16

1,20

1,32

1,03

1,08

1,29

1,02

n, об/хв

3200

3400

3620

3940

3750

3160

4080

3810

3380

4140

Ne, кВт

70

220

180

240

160

80

120

150

95

140

z

4

8

6

8

6

4

4

6

4

6

t

4

2

4

2

4

2

4

2

4

2

a1 Вт/(м2?К)

2120

2430

2310

2080

240

2020

2510

2480

2610

2390

a2 Вт/(м2?К)

91

82

76

103

87

95

110

86

73

97

, оС

86

90

82

80

91

85

78

87

92

95

, оС

28

32

45

37

30

48

21

35

40

33

F2/F1

3,5

4,2

3,8

6,0

4,9

5,2

3,7

5,3

7,0

6,2

j

0,82

0,86

0,90

0,89

0,80

0,88

0,91

0,83

0,92

0,84

qох /q1,%

25

32

27

30

26

29

30

23

28

24

Задача 2

Для ідеального циклу ДВЗ з ізобарним підведенням тепла визначити термічний ККД і корисну роботу, а також параметри в перехідних точках циклу, коли відомі початковий тиск р1 і температура t1 , ступінь стиску , кількість підведеного тепла q1, а робоче тіло має властивості повітря (R=287 Дж/(кг?К), k=1,4).

13Визначити теоретичну потужність і витрату палива для двигуна, якщо витрата робочого тіла у двигуні становить [кг/с], а теплота згоряння палива 42,1 МДж/кг.

Визначити ефективну потужність, середній індикаторний тиск і питому витрату палива на одиницю ефективної роботи, а також основні розміри ДВЗ, якщо відомі відносний коефіцієнт потужності hві і механічний ККД двигуна hм при середній швидкості руху поршня , відношенні S/D і числі циліндрів z, тактність двигуна t.

Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значення j.

Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінки a1, від стінки до повітря a2, стінка радіатора із нержавіючої сталі завтовшки d=1,0мм з коефіцієнтом оребріння F2/F1.  В  систему  охолодження  передається  відносна кількість теплоти qох /q1, причому середня температура рідини дорівнює , середня температура повітря - . Підрахувати також питомий потік через гладеньку стінку радіатора.

Числові дані взяти з табл.2. Розглянутий цикл зобразити на р, V- і T, s –діаграмах.

Таблиця 2

Пара-

метр

Варіант (остання цифра залікової книжки)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

p1, кПа

75

82

90

85

70

65

60

72

80

78

t1, оС

70

65

50

55

62

75

72

80

85

82

e

14,0

13,5

12,8

13,2

13,8

14,5

15,0

15,2

15,5

16,0

q1, кДж/кг

850

900

820

750

720

840

920

950

940

980

?

102кг/с

32,5

35,2

20,3

12,5

18,6

24,3

27,5

21,8

30,4

40,1

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

hві ,%

78

76

74

72

75

79

78

77

80

80

hм ,%

80

82

78

75

77

81

82

80

83

85

, м/с

5,0

4,5

4,7

5,2

5,0

4,2

4,1

4,8

4,3

4,0

S/D

1,20

1,30

1,15

1,22

1,30

1,40

1,35

1,42

1,38

1,40

z

8

8

4

4

6

6

8

6

8

8

t

4

4

2

2

4

4

4

2

4

4

a1 Вт/(м2?К)

2120

2300

2450

2080

2210

2170

2310

2190

2340

2050

a2 Вт/(м2?К)

92

70

84

95

73

89

102

75

86

97

, оС

86

92

97

81

87

91

79

85

93

88

, оС

29

41

35

21

32

38

43

31

39

20

F2/F1

4,2

6,0

3,5

4,9

5,2

6,5

3,8

4,3

5,1

5,5

j

0,85

0,91

0,87

0,92

0,89

0,86

0,92

0,93

0,82

0,88

qох /q1,%

23

31

24

28

33

25

28

23

26

32

Задача 3

В циклі ДВЗ із змішаним підведенням тепла відомі початкові параметри робочого тіла р1 і t1 , ступінь стиску , кількість підведеного тепла в циклі q1 і максимальний тиск робочого тіла в циклі Рмах.

Визначити параметри в перехідних точках циклу, термічний ККД і корисну роботу ідеального двигуна, якщо робоче тіло має властивості повітря, с=const.

Визначити ефективну потужність двигуна, його основні розміри (S і D) і питому витрату палива, якщо ідеальний двигун витрачає  палива з теплотою згоряння 42,1 МДж/кг, відомі внутрішній відносний ККД hві і механічний ККД двигуна hм при середній швидкості руху поршня , відношенні S/D і числі циліндрів z, тактність двигуна t.

15Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значення j. Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінки a1, від стінки до повітря a2, стінка радіатора мідна завтовшки d=1,0мм з коефіцієнтом оребріння F2/F1. В систему охолодження передається відносна кількість теплоти qох /q1, причому середня температура рідини дорівнює , середня температура повітря - . Підрахувати також питомий тепловий потік через гладеньку стінку радіатора.

Числові дані взяти з табл.3. Розглянутий цикл зобразити на р, V- і T, s –діаграмах.

Таблиця 3

Пара-

метр

Варіант (остання цифра залікової книжки)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

p1, кПа

88

75

72

68

64

58

65

78

84

90

t1, оС

70

80

78

70

68

82

60

72

76

71

e

10

12

11,2

12,5

13,6

14,3

14,7

13,8

14,5

15,1

q1, кДж/кг

840

920

890

970

1020

1080

990

940

880

1120

Рмах, МПа

4,40

5,20

4,80

5,50

5,00

5,80

5,10

4,90

4,60

5,82

?

103кг/с

4,07

4,73

5,21

3,62

6,50

5,90

6,81

7,32

8,03

8,84

hві ,%

78

80

76

74

75

79

80

81

80

82

hм ,%

80

81

79

78

80

82

83

82

81

83

, м/с

6,5

6,2

6,3

6,8

7,0

7,2

7,5

7,6

7,8

8,1

S/D

1,20

1,35

1,30

1,40

1,28

1,32

1,24

1,22

1,31

1,34

z

6

4

6

4

6

8

8

8

8

8

t

2

2

4

2

4

4

4

2

4

4

a1 Вт/(м2?К)

2100

2300

2150

2205

2410

2560

2680

2240

2080

2250

16

Продовження табл. 3

1

2

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

a2 Вт/(м2?К)

80

74

92

87

95

76

102

110

98

104

, оС

91

87

79

81

85

96

92

80

86

90

, оС

35

28

41

50

44

32

30

27

43

21

F2/F1

5,2

6,3

4,8

4,5

5,0

4,1

3,8

6,0

5,1

6,5

j

0,90

0,85

0,91

0,87

0,92

0,88

0,86

0,90

0,93

0,89

qох /q1,%

25

27

30

32

24

31

28

23

26

30

Задача 4

Робоча речовина циклу поршневого ДВЗ з підведенням теплоти при V=const має властивості повітря. Відомі такі параметри: u2, t2, P4, t1. Визначити решту параметрів (Р, V, Т, S), характерних для циклу точок, кількість підведеної та відведеної теплоти, корисну роботу і термічний ККД ідеального циклу. Теплоємність вважати сталою, ср= 1,0кДж/(кг?К), показник адіабати k=1,4.

Визначити також діаметр циліндра і хід поршня двигуна потужністю Ne з відносним коефіцієнтом потужності hві і механічним ККД hм при відомому відношенні S/D, середній швидкості руху поршня  і числі циліндрів z, тактність двигуна t. Підрахувати питому витрату тепла і палива з теплотою згоряння 43,2 МДж/кг на одиницю ефективної роботи.

Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз каналу або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значення j. Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінки a1, від стінки до повітря a2, стінка радіатора латунна завтовшки d=1,2мм з коефіцієнтом оребріння F2/F1. В систему охолодження передається відносна кількість теплоти qох /q1, %, причому середня температура рідини дорівнює , середня температура повітря - . Підрахувати також питомий потік через гладеньку стінку радіатора.

17

Числові дані взяти з табл.4.

Розглянутий цикл зобразити на р, V-  і T, s –діаграмах.

Таблиця 4

Пара-

метр

Варіант (остання цифра залікової книжки)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

t2, оС

550

540

490

530

560

580

590

510

545

520

t1, оС

100

80

90

60

70

85

110

55

72

88

u2, м3/кг

0,16

0,18

0,19

0,15

0,165

0,14

0,20

0,147

0,165

0,178

P4, кПа

290

250

180

300

320

350

240

215

300

330

Ne, кВт

140

160

110

90

180

150

240

320

210

120

hві ,%

76

78

75

72

78

73

76

80

77

75

hм ,%

78

80

76

78

81

79

80

82

77

76

, м/с

6,5

6,0

5,6

7,0

7,3

6,2

6,8

5,5

6,3

7,5

S/D

1,1

1,2

1,0

1,1

1,2

1,2

1,3

1,24

1,3

1,05

z

6

8

4

4

8

6

8

8

6

4

t

2

4

2

2

4

2

4

4

4

2

a1 Вт/(м2?К)

2400

2500

210

2500

2600

2300

2600

2700

2200

2350

a2 Вт/(м2?К)

110

90

80

85

92

82

76

88

92

105

, оС

88

92

85

82

93

85

82

90

85

92

, оС

34

38

32

37

42

32

30

36

31

41

F2/F1

6,8

7,5

5,4

8,2

7,3

5,8

5,3

6,3

4,8

7,0

j

0,89

0,9

0,85

0,84

0,88

0,84

0,9

0,87

0,83

0,86

qох /q1,%

28

30

31

25

27

24

32

29

26

30

Задача 5

Для циклу ДВЗ з ізобарним підведенням тепла визначити термічні параметри робочого тіла в характерних точках ідеального циклу, корисну роботу і термічний коефіцієнт корисної дії, якщо дано р1 , t1 , e , q2. Робоче тіло має властивості повітря (R=287 Дж/(кг?К), k=1,4).

Визначити теоретичну потужність і питому витрату палива, якщо ідеальний ДВЗ витрачає , кг/с, палива, теплота згоряння якого 42,1 МДж/кг.

18Обчислити основні розміри двигуна (S і D) і його ефективну потужність Ne, якщо відомі відносний ККД hві , механічний ККД двигуна hм, середня швидкість руху поршня , відношення S/D і число циліндрів z, тактність двигуна t. Підрахувати також питому витрату палива на одиницю ефективної роботи.

Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значення j.

Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінки a1, від стінки до повітря a2, стінка радіатора із алюмінію завтовшки d=1,4 мм з коефіцієнтом оребріння F2/F1. В систему охолодження передається відносна кількість теплоти qох /q1, причому середня температура рідини дорівнює , середня температура повітря - . Підрахувати також питомий тепловий потік через гладеньку стінку.

Числові дані взяти з табл.5. Розглянутий цикл зобразити на р, V- і T, s –діаграмах.

Таблиця 5

Пара-

метр

Варіант (остання цифра залікової книжки)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

p1, кПа

92

81

73

65

86

74

95

61

78

83

t1, оС

62

70

48

53

65

72

60

75

81

78

e

16,1

15,4

12,9

13,6

14,7

14,2

13,5

14,0

14,8

15,6

q2, кДж/кг

430

400

280

350

390

340

350

380

410

405

?103кг/с

6,23

8,41

4,12

9,5

12,3

10,2

15,3

9,03

7,42

14,3

hві ,%

77

78

76

79

82,5

81

82

80

79

80,5

hм ,%

78

76

79

80

81

80

82,5

79

80

82,0

, м/с

5,1

4,5

6,2

5,7

6,0

6,5

5,8

6,3

8,3

6,2

S/D

1,32

1,24

1,15

1,38

1,26

1,34

1,27

1,18

1,25

1,33

z

4

6

4

6

8

6

8

6

4

8

t

2

4

2

4

4

4

4

2

2

4

a1 Вт/(м2?К)

2420

2130

2240

2080

2160

2330

2510

2450

2270

2180

a2 Вт/(м2?К)

75

83

69

78

85

94

106

87

92

71

, оС

87

78

91

72

78

81

88

75

84

92

, оС

28

35

43

39

32

45

41

29

27

40

F2/F1

4,3

5,5

3,8

4,1

5,2

6,0

4,9

3,5

4,2

2,9

j

0,82

0,91

0,85

0,92

0,90

0,87

0,83

0,89

0,93

0,81

qох /q1,%

24

28

23

29

30

27

32

25

31

33

Задача 6

Робоча речовина циклу поршневого ДВЗ з підведенням теплоти при V=const має властивості повітря (R=287 Дж/(кг?К), k=1,4). На початку адіабатного стиснення параметри робочого тіла р1 і t1, ступінь стиснення , середній індикаторний тиск . Визначити термічний ККД циклу і корисну роботу, термічні параметри в перехідних точках і теоретичну потужність двигуна, який витрачає  [кг/с] палива з теплотою згоряння 43,2 МДж/кг, і має тактність t.

Визначити ефективну потужність ДВЗ і питому витрату палива на одиницю ефективної роботи, а також основні розміри двигуна (S і D), якщо відомі відносний коефіцієнт потужності hві і механічний ККД hм, число обертів n, об/хв, відношення S/D і число циліндрів z.

Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має

значення j.

Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінки a1, від стінки до повітря a2, стінка радіатора латунна завтовшки d=1,2мм з коефіцієнтом оребріння F2/F1. В систему охолодження

20передається відносна кількість теплоти qох /q1, %, причому середня температура рідини дорівнює , середня температура повітря - . Підрахувати також питомий потік через гладеньку стінку радіатора.

Числові дані взяти з табл.6.

Розглянутий цикл зобразити на р, V-   і T, s –діаграмах.

Таблиця 6

Пара-

метр

Варіант (остання цифра залікової книжки)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

p1, кПа

72

80

64

93

76

65

88

78

60

69

t1, оС

81

76

85

98

105

88

79

93

72

61

e

7,5

8,2

9,0

7,8

8,5

8,3

9,5

9,1

8,7

7,1

, кПа

780

750

640

850

815

740

970

690

610

720

?103кг/с

3,3

5,8

7,5

9,4

12,3

15,1

7,4

11,5

8,3

7,1

hві ,%

76

78

81

77

80

80

82

81

80

75

hм ,%

79

77

80

80

82

83

83

82

81

79

n (об/хв)

3900

4140

4800

4720

3630

3810

4250

3780

3510

3230

S/D

1,20

1,05

1,00

1,10

1,30

1,25

1,10

1,22

1,27

1,4

z

4

4

6

6

8

8

4

6

6

4

t

2

2

4

4

4

4

2

4

4

4

a1 Вт/(м2?К)

2410

1920

2050

2180

2340

2610

1980

2270

2440

2120

a2 Вт/(м2?К)

85

68

72

81

74

93

107

88

79

95

, оС

87

91

79

83

96

78

85

92

71

68

, оС

31

42

28

45

34

37

23

40

32

36

F2/F1

4,1

6,5

3,7

4,8

5,2

3,5

2,9

6,1

5,5

4,9

j

0,78

0,82

0,91

0,87

0,83

0,85

0,90

0,81

0,84

0,92

qох /q1,%

21

24

27

22

25

20

21,5

23,5

26

28

21Задача 7

Визначити термічні параметри робочого тіла в перехідних точках ідеального циклу ДВЗ з мішаним підведенням тепла і питому корисну роботу, якщо відомо Р1, t1, e, l, ht.

Визначити основні розміри (S і D) безкомпресорного дизеля потужністю Ne при кутовій швидкості w (рад/с), відношенні S/D і числі циліндрів z, що працює на моторному паливі, теплота згоряння якого 42,7 МДж/кг, тактність двигуна t. Обчислити питомі витрати тепла і палива та годинну витрату палива, якщо відомі відносний коефіцієнт потужності hві і механічний ККД двигуна hм.

Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значення j.

Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінки a1, від стінки до повітря a2, стінка радіатора мідна завтовшки d=1,4мм з коефіцієнтом оребріння F2/F1. В систему охолодження передається відносна кількість теплоти qох /q1, причому середня температура рідини дорівнює , середня температура повітря - . Підрахувати також питомий тепловий потік через гладеньку стінку радіатора.

Числові дані взяти з табл.7. Розглянутий цикл зобразити на р, V-  і T, s –діаграмах.

Таблиця 7

Пара-

метр

Варіант (остання цифра залікової книжки)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

p1, кПа

81

75

69

92

78

85

64

70

77

83

t1, оС

52

63

60

74

82

78

69

85

90

96

12,8

13,2

13,8

14,3

15,0

14,1

15,3

14,5

16,0

14,8

l=Р3/Р2

2,2

1,5

1,8

2,0

1,9

2,1

1,6

2,2

1,7

2,0

ht

0,635

0,620

0,640

0,630

0,640

0,642

0,645

0,630

0,663

0,646

hві ,%

80

81

81

82

85

83

85

84

85

83

hм ,%

80

82

84

79

81

84

85

85

82

83

Ne, кВт

160

240

320

110

180

280

350

410

250

380

w, рад/с

230

180

210

240

270

160

140

170

190

165

S/D

1,2

1,3

1,15

1,10

1,05

1,40

1,35

1,45

1,32

1,38

z

4

6

8

4

6

8

8

8

6

8

t

4

4

4

2

2

4

2

4

2

4

a1 Вт/

(м2?К)

2130

2040

2250

2310

2180

23060

2490

2350

2210

2290

a2 Вт/

(м2?К)

89

76

64

95

102

83

72

97

108

119

, оС

87

78

91

72

78

81

88

75

84

92

, оС

36

42

51

39

43

48

27

32

34

45

F2/F1

4,8

4,1

3,6

5,6

6,1

6,3

4,2

4,0

3,8

5,1

j

0,86

0,91

0,78

0,82

0,92

0,83

0,89

0,93

0,90

0,84

qох /q1,%

25

24

23

25

22

23

21

26

21

20

Задача 8

В циклі ДВЗ зі змішаним підведенням тепла відомі такі параметри: t1, t2, t5, Р1, і Р4. Робоче тіло має властивості повітря R=287 Дж/(кг?К), k=1,4, теплоємність стала (с=const). Визначити решту термічних параметрів в перехідних точках циклу, термічний ККД і питому корисну роботу циклу.

Визначити також основні розміри (S і D) безкомпресорного дизеля з ефективною потужністю Ne при середній швидкості руху поршня  і тактності t, відомих коефіцієнтах hві та hм , відношенні S/D і числі циліндрів z. Обчислити годинну і питому витрату палива з теплотою згоряння 42,7 МДж/кг і питому витрату тепла і палива на одиницю ефективної роботи.

Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії

в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значення j.

23Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінки a1, від стінки до повітря a2, стінка радіатора латунна завтовшки d=1,1мм з коефіцієнтом оребріння F2/F1. В систему охолодження передається відносна кількість теплоти qох /q1, причому середня температура рідини дорівнює , середня температура повітря - . Підрахувати також питомий потік через гладеньку стінку радіатора.

Числові дані взяти з табл.8.

Розглянутий цикл зобразити на р, V –  і  T, s –діаграмах.

Таблиця 8

Пара-

метр

Варіант (остання цифра залікової книжки)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

P1, кПа

83

78

91

72

65

80

87

95

82

69

t1, оС

72

63

82

68

70

78

82

87

91

83

t2, оС

683

676

729

720

707

761

732

770

749

779

t5, оС

566

550

600

475

541

546

620

493

667

550

Р4, МПа

5,89

5,63

6,20

5,17

5,12

6,50

6,49

6,89

6,08

5,80

Ne, кВт

240

320

180

150

260

420

300

110

140

210

hві ,%

80

82

79

81

78

82

80

78

79

80

hм ,%

81

83

80

79

79

83

78

76

78

79

, м/с

8,7

10,5

9,3

8,2

10,3

8,4

8,1

12,0

11,2

10,3

S/D

1,3

1,2

1,3

1,25

1,10

1,15

1,4

1,05

1,15

1,20

z

6

8

4

4

6

8

6

4

4

6

t

4

2

4

2

4

2

4

2

4

2

a1 Вт/(м2?К)

2040

2120

2250

2310

2180

2240

2150

2210

2430

2250

a2 Вт/(м2?К)

83

96

73

91

81

75

85

92

86

72

, оС

85

82

91

87

90

83

81

89

92

78

, оС

37

29

42

33

27

34

31

43

27

51

F2/F1

4,1

5,3

3,8

4,8

3,5

3,1

2,7

4,5

3,9

5,0

j

0,89

0,90

0,88

0,83

0,85

0,90

0,92

0,88

0,87

0,82

qох /q1,%

23

21

24

25

27

22

22,8

24,5

20,5

28

24Задача 9

В ідеальному двигуні внутрішнього згоряння, що працює за циклом зі змішаним підведенням тепла, витрата палива становить , кг/с, при 43,2 МДж/кг. Визначити теоретичну потужність двигуна, питому витрату тепла і палива, якщо відомі такі параметри: : t1, t4, Р1, Р2 і Р3. Робоче тіло має властивості повітря (R=287 Дж/(кг?К), k=1,4).

Визначити ефективну потужність двигуна і його основні розміри двигуна (S і D), якщо відомі відносний внутрішній ККД hві і механічний ККД hм, середня швидкість руху поршня , відношення S/D і число циліндрів z, тактність

двигуна t.

Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значення j.

Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінки a1, від стінки до повітря a2, стінка радіатора із нержавіючої сталі завтовшки d=0,8мм з коефіцієнтом оребріння F2/F1. В систему охолодження передається відносна кількість теплоти qох/q1, причому середня температура рідини дорівнює , середня температура повітря - . Підрахувати також питомий потік через гладеньку стінку радіатора.

Числові дані взяти з табл.9.

Розглянутий цикл зобразити на р, V-  і  T, s –діаграмах.

Таблиця 9

Пара-

метр

Варіант (остання цифра залікової книжки)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

p1, кПа

75

83

71

89

94

85

71

64

78

87

t1, оС

71

76

92

80

73

94

62

75

70

78

Р2, МПа

2,52

3,01

2,71

3,58

3,05

2,92

2,63

2,52

3,20

3,86

Р3, МПа

5,03

5,72

4,89

6,09

6,40

5,84

5,26

5,30

6,08

6,55

t4, оС

1980

1854

1810

1760

2180

2045

1890

2065

1990

1755

x

x 103кг/с

4,45

8,93

12,7

15,3

11,6

21,5

7,82

18,5

14,3

6,83

hві ,%

78

80

81

82

81

85

80

82

81,5

79

hм ,%

75

78

79

83

82

84

81

84

83

80

S/D

1,30

1,40

1,28

1,35

1,20

1,40

1,10

1,30

1,25

1,15

z

4

4

6

8

6

8

4

6

6

4

t

4

2

4

2

4

2

4

2

4

2

a1 Вт/(м2?К)

2210

2120

2080

2320

2250

2480

2340

2160

2510

2280

a2 Вт/(м2?К)

76

83

95

110

89

91

105

78

87

93

, оС

88

89

78

83

90

93

85

80

75

86

, оС

42

31

45

27

37

39

51

32

27

36

F2/F1

4,2

3,5

2,8

5,1

4,5

3,8

6,0

4,5

5,3

4,8

j

0,85

0,87

0,90

0,92

0,82

0,88

0,83

0,86

0,90

0,89

qох /q1,%

23

24

21

22

20

25

24

23,5

22,5

25,0

Задача 10

Для циклу поршневого ДВЗ зі змішаним підведенням теплоти задано температури таких точок: t1, t2 t3, і t5  та тиск Р1 . Визначити кількість підведеної та відведеної теплоти, корисну роботу цикла і термічний коефіцієнт корисної дії, якщо робоче тіло має властивості повітря (R=287 Дж/(кг?К), k=1,4).

Визначити основні розміри (S і D) двигуна потужністю Ne, питому і годинну витрату палива, теплота згоряння якого 42,1 МДж/кг, якщо відомі відносний коефіцієнт потужності hві і механічний ККД hм, число обертів двигуна n, відношення S/D, число циліндрів z, тактність двигуна t. Підрахувати також питому витрату палива на одиницю ефективної роботи.

Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має

значення j.

26Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінки a1, від стінки до повітря a2, стінка радіатора латунна завтовшки d=1,2мм з коефіцієнтом оребріння F2/F1. В систему охолодження передається відносна кількість теплоти qох /q1, причому середня температура рідини дорівнює , середня температура повітря - . Підрахувати також питомий тепловий потік через гладеньку стінку.

Числові дані взяти з табл.10. Розглянутий цикл зобразити на р, V- і  T, s –діаграмах.

Таблиця 10

Пара-

метр

Варіант (остання цифра залікової книжки)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

P1, кПа

62

70

85

67

74

91

78

83

95

80

t1, оС

90

84

81

77

63

87

80

57

61

72

t2, оС

690

695

700

705

693

720

735

690

640

698

t3, оС

1750

1656

1570

1680

1465

1720

1640

1460

1640

1670

t5, оС

828

650

700

630

695

770

800

585

740

670

Ne, кВт

240

320

180

120

360

280

150

290

250

410

hві ,%

80

78

75

74

78

76

77

78

80

81

hм ,%

76

75

72

70

73

74

71

74

75

78

n (об/хв)

1400

1200

1600

1800

1500

1100

1450

1900

2000

2200

S/D

1,25

1,30

1,20

1,10

1,30

1,4

1,3

1,20

1,15

1,10

z

6

6

4

4

8

6

4

6

6

8

t

4

2

4

2

4

2

4

2

4

2

a1 Вт/(м2?К)

2310

2400

2120

2260

2080

2420

2350

2510

2130

2260

a2 Вт/(м2?К)

87

93

76

85

71

105

98

87

78

65

, оС

83

81

91

78

85

90

82

86

93

92

, оС

41

48

36

32

45

27

39

48

53

60

F2/F1

4,2

3,5

4,8

3,1

5,0

3,8

4,1

2,8

3,9

5,2

j

0,85

0,84

0,87

0,86

0,90

0,89

0,90

0,91

0,88

0,90

qох /q1,%

28

24

20,5

23

27

22

25

28

24,5

27,5



загрузка...