Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при v = const

Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при v = const определить параметры в характерных точках, полученную работу, термический КПД, количество подведенной и отведенной теплоты, если дано: p1 = 0,1 МПа, t1 = 20 °C, степень сжатия ε = 3,6, степень увеличения давления λ = 3,33, k = 1,4. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость принять постоянной. Дано: p1 = 0,1 МПа t1 = 20 °C ε = 3,6 λ = 3,33 k = 1,4 Найти: p, v, t в характерных точках lц, q1,q2,ηt- ?

Точка 1.
p1=0,1 МПа, t1=20 °С.
Из уравнения состояния найдем удельный объем v1
v1=RT1 p1=287∙(273+20) 0,1∙106=0,84 м3/кг.
Точка 2.
Т.к. степень сжатия
ε=v1v2=3,6,
то v2=v1/ε=0,84/3,6=0,233 м3/кг.
Температура в конце адиабатного сжатия
T2=T1v1v2k-1=2933,61,4-1=489 К.
Давление в конце адиабатного сжатия
p2=RT2 v2=287∙489 0,233∙106 =0,6 МПа.
Точка 3.
Удельный объем v3=v2=0,233 м3/кг.
Из соотношения параметров в изохорном процессе
p3p2=T3 T2=λ=3,33 .
Следовательно
p3=λp2=3,33·0,6=2 МПа;
T3=λT2=3,33·489=1628 К.
Точка 4 .
Удельный объем v4=v1=0,84 м3/кг.
Температура в конце адиабатного расширения
T4=T3v3v4k-1=162813,61,4-1=976 К.
Давление в конце адиабатного расширения
p4=p1T4 T1=0,1 976 293=0,33 МПа.
Количество подведенной теплоты
q1=cvT3-T2=0,7181628-489=817,8 кДжкг.
Количество отведенной теплоты
q2=cvT4-T1=0,718976-293=490,3 кДжкг.
Работа цикла
lц=q1-q2=817,8 -490,3=327,5 кДжкг.
Термический КПД цикла с подводом теплоты при постоянном давлении может быть вычислен по формуле
ηt=1-q2q1=1-490,3817,8=0,40.
Ответ: q1=817,8 кДжкг; q2=490,3 кДжкг; lц=327,5 кДжкг; ηt=0,40.

.
Удельный объем v4=v1=0,84 м3/кг.
Температура в конце адиабатного расширения
T4=T3v3v4k-1=162813,61,4-1=976 К.
Давление в конце адиабатного расширения
p4=p1T4 T1=0,1 976 293=0,33 МПа.
Количество подведенной теплоты
q1=cvT3-T2=0,7181628-489=817,8 кДжкг.
Количество отведенной теплоты
q2=cvT4-T1=0,718976-293=490,3 кДжкг.
Работа цикла
lц=q1-q2=817,8 -490,3=327,5 кДжкг.
Термический КПД цикла с подводом теплоты при постоянном давлении может быть вычислен по формуле
ηt=1-q2q1=1-490,3817,8=0,40.
Ответ: q1=817,8 кДжкг; q2=490,3 кДжкг; lц=327,5 кДжкг; ηt=0,40.