Поршневого двигателя внутреннего сгорания

Рассчитать термодинамический цикл поршневого ДВС (рис. 5), если рабочим телом является 1 кг смеси идеальных газов следующего состава:

ü кислород – ;

ü азот – ;

ü углекислый газ – ;

ü водяные пары – .

Процессы сжатия и расширения в цикле политропные. Показатель политропы в процессе сжатия (1-2) равен , а в процессе расширения (4-5) – . Температура и давление рабочего тела в начале процесса сжатия равны соответственно и .

Кроме того, заданы степень сжатия , степень повышения давления и степень предварительного расширения в процессе подвода теплоты.

Рис. 5. Термодинамический цикл ДВС

со смешанным подводом теплоты

Определить:

1. Значения параметров и функций состояния в характерных точках цикла

2. Изменения функций состояния термодинамическую и потенциальную работы и теплообмен во всех процессах цикла.

3. Работу цикла , его термический КПД и КПД цикла Карно , осуществляемого в том же интервале температур.

4. Как измениться термический КПД цикла и его термодинамическое совершенство, если политропный процесс расширения (4-5) заменить на изотермический?

Изобразить цикл в координатах и .

1. Определение характеристик рабочего тела.

Из справочной литературы определяются молярные массы компонентов газовой смеси () (Приложение. Табл. 1) [3]

.

С редняя молярная масса смеси

.

Газовая постоянная смеси

.

Интерполируя справочные данные (Приложение. Табл. 1) [3], находятся значения изобарной теплоемкости идеальных газов – компонентов смеси при температуре рабочего тела в начале процесса сжатия

а затем определяются средняя удельная изобарную теплоемкость

средняя удельная изохорная теплоемкость

и показатель адиабаты смеси идеальных газов

.

2. Расчет термодинамических параметров состояния рабочего тела в характерных точках цикла (рис. 5).