Сборник задач по физике с примерами решений. Молекулярная физика и термодинамика. Электромагнетизм. Александров В.Н - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МПГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

34
5.12 Цикл двигателя Дизеля, состоит из изобары 2-3, изохоры 4-1 и двух
адиабат 1-2 и 3-4 (рис. 5.12). Определите коэффициент полезного дей-
ствия цикла, если известны коэффициент адиабатного сжатия n=V
1
/V
2
и коэффициент изобарного расширения k=V
3
/V
2
.
Дано: n=V
1
/V
2
; k=V
3
/V
2
.
Найти:
.
Решение
Диаграмма (рис. 5.12) показывает рабочий цикл двигателя Дизеля.
Процесс начинается с всасывания
воздуха без горючего: отрезок 0-1
показывает изобарное расширение
газа. Это - первый такт двигателя,
который, как и последний – выхлоп,
служит для обновления рабочего тела
и поэтому является вспомогательным
(P
1
,V
1
,Т
1
).
На участке 1-2 (второй такт)
воздух адиабатно сжимается (Р
2
,V
2
,Т
2
)
и поэтому сильно нагревается. В мо-
мент наибольшего сжатия в цилиндр
через форсунку вбрызгивается топливо, которое вследствие высокой
температуры самовоспламеняется.
Расширение продуктов сгорания вызывает третий такт поршня,
сопровождающийся следующими процессами: 2-3 изобарное расширение
газа при сгорании топлива;3-4 адиабатное расширение газа;4-1 изохорное
охлаждение. Четвертый такт – выхлоп.
Количество теплоты Q
1
подводится в результате сгорания топлива
на участке 2-3. Оно равно:
23Р1
TTCQ
.
При охлаждении на участке 4-1 высвобождается количество тепло-
ты Q
2
:
14V2
TTCQ
.
КПД цикла Дизеля может быть вычислен по формуле:
23Р
14V
1
2
TTC
TTC
1
Q
Q
1
. (1)
1. Для участка 1-2 запишем уравнение адиабаты:
11
2
2
1
1
VTVT
и найдем выражение для Т
2
с учетом условия задачи:
1
1
nT
V
V
TT
1
2
1
12
.
0 
5.12 Цикл двигателя Дизеля, состоит из изобары 2-3, изохоры 4-1 и двух
     адиабат 1-2 и 3-4 (рис. 5.12). Определите коэффициент полезного дей-
     ствия цикла, если известны коэффициент адиабатного сжатия n=V1/V2
     и коэффициент изобарного расширения k=V3/V2.
     Дано: n=V1/V2; k=V3/V2.
     Найти: .
                                  Решение
          Диаграмма (рис. 5.12) показывает рабочий цикл двигателя Дизеля.
          Процесс начинается с всасывания
     воздуха без горючего: отрезок 0-1
     показывает изобарное расширение
     газа. Это - первый такт двигателя,
     который, как и последний – выхлоп,
     служит для обновления рабочего тела
     и поэтому является вспомогательным
     (P1,V1,Т1).
          На участке 1-2 (второй такт)
     воздух адиабатно сжимается (Р2,V2,Т2)
     и поэтому сильно нагревается. В мо-                  0
     мент наибольшего сжатия в цилиндр
     через форсунку вбрызгивается топливо, которое вследствие высокой
     температуры самовоспламеняется.
          Расширение продуктов сгорания вызывает третий такт поршня,
     сопровождающийся следующими процессами: 2-3 изобарное расширение
     газа при сгорании топлива;3-4 адиабатное расширение газа;4-1 изохорное
     охлаждение. Четвертый такт – выхлоп.
           Количество теплоты Q1 подводится в результате сгорания топлива
     на участке 2-3. Оно равно:
                               Q1  CР T3  T2  .
          При охлаждении на участке 4-1 высвобождается количество тепло-
     ты Q2:                     Q2  CV T4  T1  .
          КПД цикла Дизеля может быть вычислен по формуле:
                                 Q         C T  T 
                            1 2  1 V 4 1 .                        (1)
                                 Q1        C Р T3  T2 
     1. Для участка 1-2 запишем уравнение адиабаты:
                               T1V1 1  T2V2 1
     и найдем выражение для Т2 с учетом условия задачи:
                                            1
                                  V 
                         T2  T1  1            T1  n   1
                                                                   .
                                   V2 

34

Страницы