Циклы комбинированного двигателя
Цель работы:
) Исследовать влияние на ηt
и рt
различных параметров циклов для комбинированного двигателя.
комбинированный
двигатель давление
Таблица. Рассмотрим значения кпд и давления при
исходных данных.
|
к
- показатель адиабаты
|
1,4
|
|
ρ - степень
предварительного расширения
|
1,4
|
|
λ - степень
повышения давления
|
1,8
|
|
π - степень
повышения давления в компрессоре
|
2
|
|
ε - степень
сжатия
|
19
|
|
σ - степень
охлаждения
|
0,9
|
|
Р0
- атмосферное давление, МПа
|
0,1
|
|
Т0
- температура окружающей среды, К
|
273
|
Таблица. Изменим ρ
в пределах [1.0,2.0]
Таблица. Получаем данные:
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
ηt
|
0,7507
|
0,7616
|
0,7677
|
0,7712
|
0,7736
|
0,7754
|
0,7768
|
0,7778
|
|
рt
|
1,029
|
1,505
|
2,014
|
2,49
|
2,965
|
3,441
|
3,95
|
4,425
|
Рис.
Видим, что с увеличением значения ρ,
ηt
увеличилось в 1,0361, а рt
в 4,3 раза.
Таблица. Изменим λ
в пределах [1.0,2.5]
Таблица. Получаем данные
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
ηt
|
0,7207
|
0,7424
|
0,7558
|
0,765
|
0,7725
|
0,7785
|
0,7883
|
|
рt
|
0,692
|
1,129
|
1,594
|
2,043
|
2,518
|
2,974
|
3,455
|
3,918
|
Рис.
Видим, что с увеличением λ,
ηt
увеличилось
в 1,093, а рt
в 5,66 раза.
Таблица. Изменим π
в пределах [1.0,2.5]
Таблица. Получаем данные
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ηt
|
0,7304
|
0,7441
|
0,7544
|
0,7617
|
0,7676
|
0,7719
|
0,7755
|
0,7782
|
|
рt
|
1,132
|
1,395
|
1,671
|
1,935
|
2,212
|
2,476
|
2,751
|
3,014
|
Рис.
Видим, что с увеличением π,
ηt
увеличивается в 1,065, а рt
в 2,66 раз.
Таблица. Изменим ε
в пределах [12.0,22.0]
Таблица. Получаем данные
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
ηt
|
0,7243
|
0,7364
|
0,7469
|
0,756
|
0,7641
|
0,7713
|
0,7778
|
0,7837
|
|
рt
|
1,93
|
2,033
|
2,131
|
2,223
|
2,311
|
2,396
|
2,477
|
2,555
|
Рис.
Видим, что с увеличением ε,
ηt
увеличивается
в 1,08, а рt
в 1,32 раза
Таблица. Изменим σ
в пределах [0,1.0]
Таблица. Получаем данные
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
ηt
|
0,7789
|
0,7778
|
0,7765
|
0,7753
|
0,774
|
0,7726
|
0,771
|
0,7695
|
|
рt
|
2,413
|
2,41
|
2,406
|
2,402
|
2,398
|
2,394
|
2,389
|
2,384
|
Рис.
Видим, что с увеличением σ,
ηt
уменьшается
в 1,0122, а рt
в 1,012 раза.
Изменим Р0 в пределах[0,1.0]
Таблица.
Таблица. Получаем данные
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
ηt
|
0,7706
|
0,7706
|
0,7706
|
0,7706
|
0,7706
|
0,7706
|
0,7706
|
0,7706
|
|
рt
|
0
|
3,414
|
6,829
|
10,243
|
13,658
|
17,072
|
20,486
|
23,877
|
Рис.
Таблица. Видим, что с увеличением Р0,
ηt
не
изменяется, рt
увеличивается
на 23,877, причём при Р0 равна нулю.
|
изменяемый
параметр
|
увеличение
ηt, (кол-в
раз)
|
увеличение
рt (кол-в
раз)
|
|
ρ
|
1,0361
|
4,3
|
|
λ
|
5,66
|
|
π
|
1,065
|
2,66
|
|
ε
|
1,08
|
1,32
|
|
σ
|
-1,0122
|
-1,012
|
|
Р0
|
0
|
бесконечно
много
|
Результат:
Исследовав влияние параметров циклов на ηt
и
на рt,
можно сделать вывод о этом влиянии. Наибольшее влияние на ηt
оказывает параметр λ. Наибольшее
влияние на рt
оказывает параметр Р0. Причём Р0 не оказывает
влияния на ηt.
Единственный параметр оказывающий обратно пропорциональное воздействия оказался
параметр σ.
) Варьируя показатели, найти
теоретический цикл со смешанным подводом теплоты, имеющий наибольший
термический КПД - ηt
,
при наличии ограничений по Рz=8,7
МПа,. Для оптимизированного цикла по результатам его расчёта построить
индикаторную диаграмму.
Таблица.
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
к
- показатель адиабаты
|
1
|
1,4
|
1,4
|
1,4
|
1,4
|
1,4
|
1,4
|
|
ρ - степень
предварительного расширения
|
2
|
1,4
|
2
|
2
|
2
|
2
|
2
|
|
λ - степень
повышения давления
|
3
|
1,8
|
2,5
|
1
|
2,5
|
1
|
1,144
|
|
π - степень
повышения давления в компрессоре
|
4
|
2
|
2,5
|
1
|
1
|
2,5
|
1
|
|
ε - степень
сжатия
|
5
|
19
|
22
|
12
|
12
|
12
|
22
|
|
σ - степень
охлаждения
|
6
|
0,9
|
1
|
1
|
1
|
1
|
|
Р0
- атмосферное давление, МПа
|
7
|
0,1
|
0,1
|
0,1
|
0,1
|
0,1
|
0,1
|
|
Т0
- температура окружающей среды, К
|
8
|
273
|
273
|
273
|
273
|
273
|
273
|
Рис.
Результат:
Выяснилось, что цикл, имеющий наибольший
термический кпд с ограничением по Рz=8,7
МПа является цикл №6, полученный путём варьирования показателей. Входе этого
варьирования, мы увидели, что наибольшее влияние на термический кпд вызывает
степень повышения давления λ.
) Сравнить ηt
для теоретических циклов:
С одинаковым подводом теплоты q1,
имеющим параметры:
Цикл 1 ρ=1;
V=const
Цикл 2 λ=1;
Р=const
Цикл 3 λ=1,8;Р,V=cоnst
Таблица.
|
1
|
2
|
3
|
|
к
|
1,4
|
1,4
|
1,4
|
|
ρ
|
1
|
2,52
|
1,31
|
|
λ
|
2,5
|
1
|
1,9
|
|
π
|
1,8
|
1
|
2
|
|
ε
|
19
|
12
|
19
|
|
σ
|
0
|
0
|
0,9
|
|
Р0
|
0,1
|
0,1
|
0,1
|
|
Т0
|
273
|
273
|
273
|
Цикл 1
Рис.
Цикл 2
Рис.
Цикл 3
Рис.
0,7754
|
0,6299
|
0,7715
|
С одинаковым значением Рz=8,7
МПа, имеющие параметры:
Цикл 1 ρ=1;
V=const
Цикл 2 λ=1;
Р=const
Цикл 3 λ=1,8;Р,V=cоnst
Таблица.
|
1
|
2
|
3
|
|
к
|
1,4
|
1,4
|
1,4
|
|
ρ
|
1
|
2
|
1,31
|
|
λ
|
1
|
1
|
1,8
|
|
π
|
1,41
|
1,148
|
1,49
|
|
ε
|
19
|
22
|
12
|
|
σ
|
0
|
0
|
0,9
|
|
Р0
|
0,1
|
0,1
|
0,1
|
|
Т0
|
273
|
273
|
273
|
Цикл 1
Рис.
Цикл 2
Рис.
Цикл 3
Рис.
Вывод:
Ориентируясь на данные, полученные в ходе
работы, мы выяснили, что при постоянном подводе теплоты или при постоянном Рz=8,7
МПа наибольшим значением ηt
обладает цикл 1.
) Найти параметры теоретического цикла
при =8,7 МПа, с отклонениями от него не более 3% для трёх вариантов.
- без наддува и охлаждения
-с наддувом и без охлаждения
-с наддувом и охлаждением
Таблица.
|
1
|
2
|
3
|
|
к
|
1,4
|
1,4
|
1,4
|
1
|
1
|
1,4
|
|
λ
|
1,41
|
1
|
1,341
|
|
π
|
1
|
2
|
2
|
|
ε
|
19
|
14,8
|
12
|
|
σ
|
0
|
0
|
1
|
|
Р0
|
0,1
|
0,1
|
0,1
|
|
Т0
|
273
|
273
|
273
|
Цикл 1
Рис.
Цикл 2
Рис.
Цикл 3
Рис.
Результат:
В ходе выполнения данной работы я сделал вывод,
что при постоянных значениях π
- степени повышения давления в компрессоре и σ
- степени охлаждения наибольшее влияние на Рz
оказывают
ρ
- степень предварительного расширения, λ
- степень повышения давления, ε
- степень сжатия.