Индикаторная мощность двигателя
В соответствии с зависимостью 5.6 для четырёхтактного двигателя получим значение его индикаторной мощности
Ni = i*Wрез*(N/60/2)/1000 = 4*1818.9*(2000/120)/1000Вт
Ni = 121.3 кВт
7.6. Расчёт тепловой энергии, которой рабочее тело обменивается с окружающей средой
7.6.1. Мольные теплоёмкости воздуха и обмен тепловой энергией между рабочим телом и окружающей средой в процессе политропного сжатия a-c
По аппроксимирующей зависимости 4.23 определим среднюю мольную теплоёмкость воздуха при постоянном объёме для двух диапазонов температур: 0°С –Ta и 0°С – Tc, (Ta и Tc – начальная и конечная температуры рабочего тела в процессе сжатия).
MCv(Ta) = 20.0262 + 0.0020291*Ta = 20.0262 + 0.0020291*310,
MCv(Ta) = 20.6552 Дж/(моль*К)
и
MCv(Tс) = 20.0262 + 0.0020291*Tс = 20.0262 + 0.0020291*760.75
MCv(Tc) = 21.5698 Дж/(моль*К).
Определим среднюю мольную теплоёмкость при постоянном объёме в процессе сжатия рабочего тела
MCvm(Ta - Tc) = (MCv(Tc)* Tc -MCv(Ta)* Ta)/(Tc - Ta)
MCvm(Ta - Tc)=(21.5698*760.75 -20.6552*310)/(760.75 – 310),
MCvm(Ta - Tc) = 22.1988 Дж/(моль*К)
По полученному значению средней мольной теплоёмкости при постоянном объёме определяем средний показатель адиабаты в процессе сжатия
k1 = 1 + R/MCvm(Ta - Tc) = 1+8.314/22.366,
k1 = 1.37452,
Определяем среднюю мольную теплоёмкость в политропном сжатии
MCпm(Ta - Tc) = MCvm*(n1-k1)/(n1-1) = 22.1988*(1.35 – 1.37452)/0.35,
MCпm(Ta - Tc) = -1.5552Дж/(моль*К)
Теперь, с учётом количества рабочего тела, участвующего в цикле, можно определить тепловую энергию, которой рабочее тело обменивается с окружающей средой в политропном сжатии
Qa-c = N мол *MCпm(Ta - Tc)*(Tс – Tа) = 0.094516 *(-1.5552)*(760.75 – 310),
Qa-c = -66.3Дж
Тепловая энергия, которой обмениваются рабочее тело и окружающая среда, отрицательна. Напомним, что этот знак соответствует условию n1 < k1. Таким образом, в термодинамическом процессе политропного сжатия тепловая энергия отводится от рабочего тела в окружающую среду. В реальных условиях такое возможно вследствие того, что в процессе сжатия стенки цилиндра имеют более низкую температуру, чем рабочее тело.
7.6.2. Мольные теплоёмкости воздуха и количество тепловой энергии, подведенной к рабочему телу из окружающей среды в изохорном термодинамическом процессе c-y
При окислении топлива выделяется энергия в тепловой форме. Часть топлива окисляется (сгорает) в изохорном процессе c – y.
Подведенное к топливу тепло в этом процессе определим из определения теплоёмкости вещества (уравнение 4.7), уравнения 4.20 и используя аппроксимирующую зависимость для средней мольной изохорной теплоёмкости рабочего тела в диапазонах температур от 0°С до Tc и от 0° до Ty. Заметим, что средняя мольная изохорная теплоёмкость рабочего тела в диапазоне температур 0° - Tc была определена в предыдущем разделе.
MCv(Ty) = 20.0262 + 0.0020291*Ty = 20.0262 + 0.0020291*1217.2,
MCv(Ty) = 22.496 Дж/(моль*К)
MCv(Tc) = 21.5698Дж/(моль*К).
Тогда, подведенная к рабочему телу теплота из окружающей среды равна
Qc-y = Nмол*(MCv(Ty)* Ty - MCv(Tc)* Tc)
Qc-y =0.094516*(22.4960*1217.2 – 21.5698*760.75),
Qc-y =1037.1Дж
7.6.3. Мольные теплоёмкости воздуха и количество тепловой энергии, подведенной к рабочему телу из окружающей среды в изобарном термодинамическом процессе y z
Часть топлива, не сгоревшая ранее в изохорном процессе, окисляется в изобарном термодинамическом процессе y-z.
Как и в предыдущем случае, подведенная к рабочему телу теплота в этом процессе рассчитаем из определения теплоёмкости вещества. Определим среднюю мольную изобарную теплоёмкость рабочего тела в диапазонах температур от 0°С до Ty и от 0° до Tz..
MCp(Ty) = 28.340 + 0.0020291*Ty = 28.340 + 0.0020291*1217.2,
MCp(Ty) = 30.8098Дж/(моль*К).
MCp(Tz) = 28.340 + 0.0020291*Tz = 28.340 + 0.0020291*1728.4,
MCp(Ty) = 31.8471Дж/(моль*К).
Qy-z = Nмол*(MCp(Tz)* Tz - MCp(Ty)* Ty)
Qy-z= 0.094516*(31.8471*1728.4 – 30.8098*1217.2),
Qy-z= 1658.1Дж
7.6.4. Средние мольные теплоёмкости воздуха и обмен тепловой энергией между рабочим телом и окружающей средой в процессе
Дата добавления: 2015-06-05; просмотров: 894;