4.1 Расчет параметров в цикле с подводом теплоты при постоянном объеме

По формуле (1) и с использованием данных, приведенных в таблице 1, считаем температуру, К, рабочего тела в точке с :

Т_с = 293*7,5^(1,41-1) = 645.

Аналогично считаем значения температуры рабочего тела в остальных точках термодинамического цикла: T_y = 2578 ; T_z = 2578 ; T_b = 1172.

По оси абсцисс откладываем значение полного объема цилиндра в условных единицах (у.е.), V_a = 100, затем считаем объем камеры сгорания V_c = 100/7,0 = 14,3 ; значение объема в произвольной точке принимаем V_x = 50.

Для расчета значения для давления над поршнем при произвольном его положении необходимо выразить значение ε_x , выразив из формулы (7) значение текущей степени сжатия:

ε _x = V_a /V_x = 100/50 = 2 .

Затем, подставив ε_x в формулы (6) и (7) считаем значения для давления над поршнем при произвольном его положении (р_х), МПа, и для давления в конце процесса (р_с), МПа:

р_с = 0,1*7,0 ^1,41 = 0,1*15,5 = 1,5

р_x = 0,1*2 ^1,41 = 0,1*2,7 = 0,3.

По данным примерам расчета значений давлений в точках термодинамического цикла в процессе сжатия, производим расчет параметров для вспомогательных точек цикла, значения которых приведены в Таблице 3.

По формуле (13) получаем значение температуры, соответствующей произвольному положению поршня Т_х = 410 К.

Для построения кривой расширения, во-первых, находим значение давления, МПа, в точке z

p_z = p_с* λ = 1,5*4,0 = 6,0 .

Во-вторых, рассчитать значение степени последующего расширения рабочего тела при произвольном положении поршня

δ_х = V_x/V_c = 50/14,3 = 3,5.

В-третьих, по формулам (15) и (16) рассчитываем давление, МПа, в конце процесса расширения, и соответственно для давления над поршнем при произвольном его положении в процессе расширения, МПа :

p_b = p_z/δ^k = 6,0/7,0^1,41 = 6,0/15,5 = 0,4,

p_x = 6,0/3,5^1,41 = 6,0/5,8 = 1,03.

В-четвертых, по указанным выше примерам, рассчитываем параметры цикла для вспомогательных точек термодинамического цикла, значения которых приведены в таблице 3 .

Рассчитываем значение термического КПД по формуле (17)

η_t = 1 – 1/7,0^1,41-1 = 1-0,45 = 0,55.

Рассчитываем значение среднего давления по формуле (19)

p_m = (0,1/0,41)(7,0^1,41/6,0) 0,55(4,0-1) = 0,85.

Таблица 3 – Результаты расчета значений параметров термодинамического цикла при постоянном объеме для процесса сжатия

Наименование параметра	Процесс сжатия					Процесс расширения
	1	2	3	4	1’		2’	3’	4’
Текущая степень сжатия (εx)	4,0	2,8	1,4	1,1	–		–	–	–
Значение объема в произвольной точке (Vx), у.е	25	35	70	90	25		35	70	90
Значение давления над поршнем при произвольном его положении (px), МПа	0,7	0,4	0,16	0,11	4,11		1,93	0,69	0,48
Текущая степень расширения (δx)	–	–	–	–	1,29		2,27	4,54	5,84