Контрольная работа: Техническая термодинамика
Задача №2
Для теоретического цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно-изобарным подводом теплоты определить параметры состояния, р, v, t характерных точек цикла, полезную работу и термический КПД по заданным значениям начального давления р1 и температуры t1 , степени сжатия ε, степени повышения давления λ и степени предварительного расширения ρ. Рабочим телом считать воздух, полагая теплоемкость его постоянной. Изобразить цикл ДВС в pv- и TS-диаграммах (без масштаба). Определить также КПД цикла Карно, проведенного в том же интервале температур t1 -t4 , что и цикл ДВС.
Дано: р1 =98 кПа, t1 =30 ºС, ε=16, λ=1,5, ρ=1,5.
Решение
Изобразим цикл ДВС в pv- и TS-диаграммах см. рисунок 2.
Параметры точки 1.
Давление р1 =98 кПа, температура Т1 =273+30=303 К.Удельный объем найдем из уравнения состояния р1 v1 =RT1 , где R=287 Дж/кг·ºС- газовая постоянная воздуха.
Параметры точки 2.
Степень сжатия 
, поэтому 
.
Температура в конце адиабатного сжатия
Давление в конце адиабатного сжатия
Параметры точки 3.
Удельный объем 
Степень повышения давления 
поэтому абсолютное давление
Для идеального газа по закону Шарля 
поэтому абсолютная температура
Параметры точки 4.
Абсолютное давление р3 =р4 =7193,25 кПа.
Степень предварительного расширения 
поэтому удельный объем 
По закону Гей-Люссака для идеального газа 
поэтому абсолютная температура 
Параметры точки 5.
Удельный объем 
.
Давление в конце адиабатного расширения определим из уравнения адиабаты 
, отсюда