Цикл двигателя внутреннего сгорания - Курсовая работа

В данной курсовой работе рассматривается рабочий цикл быстроходного автомобильного дизельного двигателя со смешанным теплоподводом. В четырехтактном двигателе рабочие процессы происходят следующим образом: - Такт впуска. При движении поршня от высшей манометрической точки (ВМТ) к низшей манометрической точке (НМТ) вследствие образующегося разряжения из воздухоочистителя в полость цилиндра через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух; Поршень движется от НМТ к ВМТ; впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух; Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления;Рабочее тело представляет собой смесь идеальных газов. Средняя (кажущаяся) молярная масса смеси находятся по формуле, кг/моль: (1) где ?1 - молярная масса компонента смеси, кг/моль; r1 - объемная доля компонента; m - количество компонентов в смеси. Изобарная молярная теплоемкость рабочего тела, КДЖ/(КМОЛЬК): (3)Удельный объем V2, м3/кг, в конце адиабатного сжатия находят из выражения степени сжатия: Следовательно, V2 найдем по следующей формуле: Давление рабочего тела Р2, Па, в конце сжатия найдем из уравнения адиабаты: Абсолютную температуру рабочего тела Т2 найдет из уравнения состояния идеального газа При этом, внутренняя энергия U2 составит: Энтальпия во второй точке равна: Теплота, подведенная к рабочему телу в адиабатном процессе Q1-2=0 При этом, внутренняя энергия U3 составит: Энтальпия в третьей точке равна: Изменение энтропии рабочего тела в изохорном процессе 2-3 выражается равенством, (КДЖ/кг К) Подведению к рабочему телу теплоту Q2-3, КДЖ/кг, находят из уравнения первого закона термодинамики(15) или (16) При этом, внутренняя энергия U4 составит: Энтальпия в четвертой точке равна: Изменение энтропии рабочего тела в изобарном процессе 3-4, КДЖ/(кг К): (25)Характеристики Процессов Процессы Изменение внутренней энергии ?U, КДЖ/кг 368,85 456,55 718,8-736,1 808,1Цикл в координатах P-V и T-S первоначально изображают на отдельных листах миллиметровой бумаги формата А4. Графики изобарного процесса 3-4, а также изохорных процессов 2-3 и 5-1 в координатах P-V представляют собой отрезки прямых. Графики адиабатного 1-2 и политропного 4-5 процессов имеют криволинейную форму. Координаты промежуточных точек a,b,c,d адиабатного процесса определяют следующим образом: 1.Вычисляют константу уравнения адиабаты PVK=const, с этой целью в левую часть уравнения подставляют известные значения параметров рабочего тела в начальной или конечной точках процесса 1-2 (P1,V1,k или P2,V2,k), 2.Преобразуют уравнение адиабаты к следующему виду: (36) Аналогичным образом, используя уравнения политропы PVN=const, а также известные параметры рабочего тела в начальной или конечной точках политропного процесса (P4,V4,n или P5,V5,n), вычисляют координаты промежуточных точек e,f,g,h политропы 4-5.В данном разделе курсовой работы должны быть определены подводимая и отводимая в цикле теплота Q1 и Q2, работа цикла Lc, термический коэффициент полезного действия рассматриваемого цикла ?t и цикла Карно ?TКАРНО, средние температуры теплоподвода ТА и теплоподвода ТВ, среднее давление цикла Рт. Следует также построить графики зависимостей термического КПД и среднего давления цикла от степени сжатия, степени повышения давления, степени предварительного расширения.

Содержание

Введение

1. Расчет термодинамических характеристик рабочего тела

2. Расчет термодинамических процессов цикла

3. Построение цикла

4. Анализ цикла

Список литературы

В данной курсовой работе рассматривается рабочий цикл быстроходного автомобильного дизельного двигателя со смешанным теплоподводом. В четырехтактном двигателе рабочие процессы происходят следующим образом: - Такт впуска. При движении поршня от высшей манометрической точки (ВМТ) к низшей манометрической точке (НМТ) вследствие образующегося разряжения из воздухоочистителя в полость цилиндра через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух;

- Такт сжатия. Поршень движется от НМТ к ВМТ; впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух;

- Такт расширения, или рабочий ход. Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления;

- Такт выпуска. Поршень перемещается от НМТ в ВМТ и через открытый выпускной клапан 6 отработавшие газы выталкиваются из цилиндра.

Все вышесказанное выявляет актуальность выбранной темы исследования.

Цель работы - построить и проанализировать теоретического цикла двигателя внутреннего сгорания.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: - Рассчитать характеристики рабочего тела;

- Осуществить расчет термодинамических процессов;

- Построить цикл работы двигателя внутреннего сгорания;

- Проанализировать построенный цикл.

1. Анализ циклов автомобильных двигателей / Сост. В.М. Санников. - Красноярск: КГТУ, 1994. - 20 с.

2. Бальян С.В. Техническая термодинамика и тепловые двигатели. - Л.: Машиностроение, 1973. - 304 с.

3. Пример расчета теоретического цикла двигателя внутреннего сгорания / Сост. А.К. Федюкович, Ю.В. Видин. - Красноярск: КПИ, 1984. - 22 с.

4. Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике. - М.: Машиностроение, 1973. - 344 с.

5. Расчет двигателей внутреннего сгорания / Сост. А.А. Мартынов. - Красноярск: КРПИ, 1986. - 44 с.

6. Стандарт предприятия. Общие требования к оформлению текстовых и графических работ / Сост. Н.В. Дулесова, Т.А. Юрьева, Т.Г. Правошинская, Г.Т. Русакова, С.П. Орешкова, В.П. Кожухарь, Е.Б. Ерцкина. - Красноярск: КГТУ, 2003. - 33 с.

7. Теплотехника / под ред. В.Н. Луканина. - М.: Высшая школа, 2000. - 671 с.

Размещено на .ru