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 потужностіhві , механічний ККДhм , число обертів двигуна n, відношення S/D, число циліндрів z, тактністьt.
Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значенняj.
Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінкиa1, від стінки до повітряa2, стінка радіатора із алюмінієвого сплаву Al+Mg завтовшкиd=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 потужностіhві і механічний ККД двигунаhм при середній швидкості руху поршня , відношенні S/D і числі циліндрів z, тактність двигунаt.
Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значенняj.
Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінкиa1, від стінки до повітряa2, стінка радіатора із нержавіючої сталі завтовшкиd=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 ККДhві і механічний ККД двигунаhм при середній швидкості руху поршня , відношенні S/D і числі циліндрів z, тактність двигунаt.
15Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значенняj. Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінкиa1, від стінки до повітряa2, стінка радіатора мідна завтовшкиd=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 потужностіhві і механічним ККДhм при відомому відношенні S/D, середній швидкості руху поршня і числі циліндрів z, тактність двигунаt. 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 значенняj. Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінкиa1, від стінки до повітряa2, стінка радіатора латунна завтовшкиd=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 ККДhві , механічний ККД двигунаhм, середня швидкість руху поршня , відношення S/D і число циліндрів z, тактність двигунаt. 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 значенняj.
Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінкиa1, від стінки до повітряa2, стінка радіатора із алюмінію завтовшкиd=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 тактністьt.
Визначити ефективну потужність ДВЗ і питому витрату палива на одиницю ефективної роботи, а також основні розміри двигуна (S і D), якщо відомі відносний коефіцієнт потужностіhві і механічний ККДhм, 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
значенняj.
Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінкиa1, від стінки до повітряa2, стінка радіатора латунна завтовшкиd=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 швидкостіw(рад/с), відношенні S/D і числі циліндрів z, що працює на моторному паливі, теплота згоряння якого 42,7 МДж/кг, тактність двигунаt. Обчислити питомі витрати тепла і палива та годинну витрату палива, якщо відомі відносний коефіцієнт потужностіhві і механічний ККД двигунаhм.
Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значенняj.
Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінкиa1, від стінки до повітряa2, стінка радіатора мідна завтовшкиd=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 тактностіt, відомих коефіцієнтахhві таhм , 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 значенняj.
23Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінкиa1, від стінки до повітряa2, стінка радіатора латунна завтовшкиd=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 ККДhві і механічний ККДhм, середня швидкість руху поршня , відношення S/D і число циліндрів z, тактність
двигунаt.
Визначити швидкість витікання вихлопних газів і вихідний переріз клапанів або продувочного вікна, а також втрату ексергії в цьому процесі, коли швидкісний коефіцієнт каналу має значенняj.
Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінкиa1, від стінки до повітряa2, стінка радіатора із нержавіючої сталі завтовшкиd=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 потужностіhві і механічний ККДhм, число обертів двигуна n, відношення S/D, число циліндрів z, тактність двигунаt. 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
значенняj.
26Визначити поверхню теплообміну повітряного радіатора охолодження, якщо коефіцієнт тепловіддачі від рідини до стінкиa1, від стінки до повітряa2, стінка радіатора латунна завтовшкиd=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.