Последовательность построения индикаторной диаграммы цикла и результаты расчётов параметров для построения диаграммы

Из предыдущего раздела понятно: для графического построения индикаторной диаграммы необходимо изобразить в координатах P, V все термодинамические процессы, составляющие цикл. Можно графически изображать эти процессы аналитическими кривыми (рис. 1приложения построены именно так в пре- постпроцессоре Hyper Mesh), а можно строить кривые термодинамических процессов традиционно – по точкам (координатам). В контрольной работе необходимо выполнить расчёт координат диаграммы, а само построение допускается выполнить любым способом.

Для построения диаграммы необходимы значения параметров состояния рабочего тела не только в характерных точках цикла, но и в промежуточных точках кривых термодинамических процессов. Для удобства дальнейшего изложения переименуем характерные точки цикла. Параметры состояния рабочего тела в точке “a” в дальнейшем будем обозначать с индексом “1”, в точке “c” - с индексом “5”, в точке “y” - с индексом “7”, в точке “z” - с индексом “9”, в точке “b” - с индексом “13”. Именно между этими характерными точками, представляющими начала и концы всех термодинамических процессов, и рассчитаем промежуточные параметры состояния рабочего тела.

Предлагается разделить термодинамические процессы на участки следующим образом:

процесс политропного сжатия на четыре участка с тремя промежуточными точками “2, 3 и 4”. Эти точки разделяют объём, описываемый поршнем в этом процессе, на равные доли;

Процесс изохорного подвода тепла на два участка с одной промежуточной точкой “6”. В точке “6” давление рабочего тела является среднеарифметической величиной давлений на концах этого процесса;

Процесс изобарного подвода тепла на два участка с одной промежуточной точкой “8”. В точке “8” объём рабочего тела - среднеарифметическая величина объёмов на концах этого процесса;

Процесс политропного расширения на четыре участка с тремя промежуточными точками “10, 11 и 12”. Эти точки разделяют объём, описываемый поршнем в этом процессе, на равные доли;

Процесс изохорного отвода тепла на два участка с одной промежуточной точкой 14. Эти точки разделяют величину изменения давления в этом процессе на две равные доли.

Параметры состояния рабочего тела во всех промежуточных точках определяем по тем же уравнениям, по которым ранее определялись параметры в характерных точках цикла.

Выполним расчёт.

Значения параметров состояния в точках процесса политропного сжатия.

V1 = Va = 0.0029 м3; P1 = 0.084 МПа;

V5 = Vc = V2 = V1 – (V1 – V5)/4 = 0.00231м3; P2 = P1*(V1/V2)n1 = 0.1197МПа;

V3 = = V1 – 2*(V1 – V5)/4 = 0.001562м3; P3 = P1*(V1/V3)n1 = 0.1937МПа;

V4 = = V1 – 3*(V1 – V5)/4 = МПа;

Значения параметров состояния в точках процесса изохорного подвода тепла.

V5 = Vc = 0.00022308м3; P5 = 2.6798МПа;

V7 = Vc = 0.00022308м3; P7 = 4.2877МПа

V6 = Vc = 0.00022308м3; P6 = 0.5*(P5 + P7) = 3.4838МПа;

Значения параметров состояния в точках процесса изобарного подвода тепла.

V7 = Vc = 0.00022308м3; P7 = 4.2877МПа;

P9 = P7 = 4.2877МПа; V9 = 0.00031674м3

P8 = P7 = 4.2877МПа; V8= 0.5*(V7 + V9) = 0.00026991*м3;

Значения параметров состояния в точках процесса политропного расширения.

P9 = P7 = 4.2877МПа; V9 = 0.00031674м3

V13 = V1 = Va = 0.0029м3; P13 = Pb = 0.30077МПа

V10 = = V9 + (V13 – V9)/4 = 0.0009626м3; P10= P9*(V9 /V10)n2 = 1.130МПа;

V11 = = V9 + 2*(V13 – V9)/4 = 0.001608м3;

P11= P9*(V9 /V11)n2 = 0.6101МПа

V12 = = V9 + 3*(V13 – V9)/4 = 0.002254м3;

P12= P9*(V9 /V12)n2 = 0.4069МПа

Значения параметров состояния в точках процесса изохорного отвода тепла.

V13 = V1 = Va = 0.0029 м3; P13 = Pb = 0.30077МПа;

V1 = Va = 0.0029 м3; P1 = 0.084 МПа

V14= Va = 0.0029 м3; P14 = (P13 + P1)/2 = 0.192385 МПа;

Для удобства построения диаграмм составлена сводная таблица параметров состояния рабочего тела

Индикаторная и тепловая диаграммы цикла приведены на рис.1 и рис.2 приложения.

Сводная таблица параметров состояния рабочего тела

№ точки; наименование процесса   V, м3   P, МПА
Политропное сжатие   0.0029 0.084
  0.00231 0.1197
  0.001562 0.1937
  0.0008923 0.4124
  0.00022308 2.6798
Изохорный подвод тепла   0.00022308 2.6798
  0.00022308 3.4838
  0.00022308 4.2877
Изобарный подвод тепла   0.00022308 4.2877
  0.00026991 4.2877
  0.00031674 4.2877
Политропное расширение   0.00031674 4.2877
  0.0009626 1.130
  0.001608 0.6101
  0.002254м3 0.4069
  0.0029 0.30077
Изохорный отвод тепла   0.0029 0.30077
  0.0029 0.192385
  0.0029 0.084

;


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: