ηt4=1-1/(18,50,3717)*(1,575*21,3717-1)/(1,575-1+1,3717*1,575*1)=0,6199
ηt5=1-1/(18,50,3717)*(1,725*21,3717-1)/(1,725-1+1,3717*1,725*1)=0,6212
ηt6=1-1/(18,50,3717)*(1,875*21,3717-1)/(1,875-1+1,3717*1,875*1)=0,6222
Влияние степени повышения давления на термический КПД цикла показано в приложении 2.
5.3 Влияние степени изобарного расширения на термический КПД цикла
По формуле ηtдля нескольких значений:
ρ=0,75ρ-1,25ρ
при постоянных значениях λ и ε
| ρ1=0,75*2=1,5ρ2=0,85*2=1,7ρ3=0,95*2=1,9 | ρ4=1,05*2=2,1ρ5=1,15*2=2,3ρ6=1,25*2=2,5 |
ηt=1-1/(εk-1)*(λ*ρk-1)/(λ-1+k*λ*(ρ-1))
ηt1=1-0,338*(1,5*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(1,5-1))=0,6427
ηt2=1-0,338*(1,7*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(1,7-1))=0,6331
ηt3=1-0,338*(1,9*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(1,9-1))=0,6237
ηt4=1-0,338*(2,1*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2,1-1))=0,6146
ηt5=1-0,338*(2,3*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2,3-1))=0,6058
ηt6=1-0,338*(2,5*1,51,3717-1)/(1,5-1+1,3717*1,5*(2,5-1))=0,5974
Влияние степени изобарного расширения на термический КПД цикла показано в приложении 2.
Результаты расчетов представлены в виде таблицы.
Результаты исследования цикла ДВС.
| Характеристики цикла | Постоянные параметры | ||||||||||||||||||
| λ | ρ | ε | λ | ε | ρ | ||||||||||||||
| 1,5 | 1,7 | 13,5 | 1,5 | 13,5 | 1,7 | ||||||||||||||
| Переменные параметры и их значения | |||||||||||||||||||
| ε1 | ε2 | ε3 | ε4 | ε5 | ε6 | ρ1 | ρ2 | ρ3 | ρ4 | ρ5 | ρ6 | λ1 | λ2 | λ3 | λ4 | λ5 | λ6 | ||
| 13,875 | 15,725 | 17,575 | 19,425 | 21,275 | 23,125 | 1,5 | 1,7 | 1,9 | 2,1 | 2,3 | 2,5 | 1,125 | 1,275 | 1,425 | 1,575 | 1,725 | 1,875 | ||
| ηt% | 57,6 | 59,5 | 61,2 | 62,6 | 63,8 | 64,9 | 64,3 | 63,3 | 62,4 | 61,5 | 60,6 | 59,7 | 61,3 | 61,6 | 61,8 | 62,0 | 62,1 | 62,2 | |
5.4 Анализ
В ДВС с воспламенением рабочей смеси (около ВМТ) от электрической искры время сгорания очень мало, в связи, с чем допустимо принять, что процесс подвода теплоты осуществляется при постоянном объеме (процесс 3 – 2 и процесс 5 – 1). В рассматриваемом цикле степень предварительного расширения ρ равна единице.
Таким образом, термический КПД цикла с подводом теплоты при постоянном объеме зависит от свойств рабочего тела и конструкции двигателя. Это иллюстрируется графиком (приложение 2), который показывает, что термический КПД двигателя увеличивается по мере увеличения степени сжатия ε.
Нагрузка на двигатель в термодинамическом цикле характеризуется количеством теплоты, подводимый к рабочему телу от горячего источника. Для цикла с подводом теплоты при постоянном объеме(V=const).
Следовательно, нагрузка при заданных значениях Сv и Т2 пропорциональна степени повышения давления λ и не зависит от степени сжатия ε. Это свидетельствует о том, что термический КПД при изменении нагрузки не меняется.
Показывает, что с увеличением количества подведенной теплоты (степень повышения давления λ) среднее давление цикла ρ также увеличивается.
В цилиндрах двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия при такте сжатия сжимается чистый воздух. Вблизи от ВМТ в цилиндр двигателя через форсунку впрыскивается распыленное топливо, которое в среде горячего воздуха самовоспламеняется и сгорает.
Процесс подвода теплоты к рабочему телу принимается в этом случае изобарным (Р=const).
ηt=1-1/(εk-1)*(λ*ρk-1)/(λ-1+k*λ*(ρ-1)).
Данная формула показывает, что термический КПД рассматриваемого цикла увеличивается при возрастании степени сжатия ε (приложение 2) и уменьшается при возрастании степени предварительного расширения ρ (приложение 2).
При увеличении нагрузки двигателя, то есть при увеличении количества подведенной теплоты, увеличивается степень предварительного расширения ρ и не изменяется степень сжатия. Следовательно, по мере увеличения нагрузки двигателя термический КПД цикла при постоянном давлении уменьшается (приложение 2). Это подтверждается sT – диаграммой (приложение 1), показывающей, что по мере увеличения подвода теплоты выигрыш в работе цикла от дополнительных количеств теплоты постепенно уменьшается.
Список используемой литературы
1. Бошнякович Ф.В., Техническая термодинамика. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1955.-ч1; 1956.-ч2.
2. Бродянский В.М., Эксергетический метод и его изложение. – М.: Мир, 1967. -247с.
3. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. -2-е. – М.: Наука, 1972г.