Для теоретического цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно-изобарным подводом теплоты определить параметры состояния р

Точка 1
Дано: р1  97 кПа; Т1  273  27  300 К .
Уравнение состояния для 1 кг идеального газа:
(1)
где - газовая постоянная для воздуха (справочная величина), ;
отсюда
(2)
287∙30097∙103  0,888
Точка 2
Дано: 0,888; ε  16.
Степень сжатия:
(3)
отсюда
(4)
0,88816  0,056
Давление в точке 2 находим из соотношения параметров в адиабатном процессе:
(5)
где - показатель адиабаты воздуха, как двухатомного газа (справочная величина);
97∙161,4  4705 кПа
Температура в точке 2:
(6)
4705∙103∙0,056287  918 К
Точка 3
Дано: степень повышения давления λ  1,4. Процесс 2  3 - изохорное повышение давления, тогда 0,056.
Степень повышения давления:
(7)
тогда
(8)
1,4∙4705  6587 кПа
Температура в точке 3:
(9)
6587∙103∙0,056287  1285 К
Точка 4
Дано: степень предварительного расширения ρ  1,6. Процесс 3  4 - изобарное расширение, отсюда р4  р3  6587 кПа.
Степень предварительного расширения:
(10)
тогда
(11)
1,6∙0,056  0,09
Температура в точке 4:
(12)
6587∙103∙0,09287  2066 К
Точка 5
Дано: процесс 5  1 - изохорный отвод теплоты, тогда 0,888
Процесс - адиабата , отсюда
(13)
6587∙0,090,8881,4 267 кПа
Температура в точке 5:
(14)
267∙103∙0,888287  826 К
Таблица 8.2 - Параметры рабочего тела в характерных точках цикла ДВС
Характерные точки цикла Параметры

1 0,888 97 300
2 0,056 4705 918
3 0,056 6587 1285
4 0,090 6587 2066
5 0,888 267 826
Удельная работа:
В процессе адиабатного сжатия 1  2:
(15)
287∙1031,4  1∙300  918  
В процессе изохорного сжатия :
В процессе изобарного расширения 3  4:
(16)
287∙103∙2066  1285  224
В процессе адиабатного расширения 4  5:
(17)
287∙1031,4  1∙2066  826  890
Полезная работа цикла:
(18)
 + 224 + 890  671
Удельная теплота:
Теплота отведенная в адиабатном процессе сжатия :
Теплота подведенная в изохорном процессе:
(19)
где -массовая теплоемкость воздуха при постоянном объеме, ;
(20)
Подставляя полученное значение в формулу (19), получаем
0,718∙1285  918  264
Теплота подведенная в изобарном процессе:
(21)
где -массовая теплоемкость воздуха при постоянном давлении, ;
(22)
Подставляя полученное значение в формулу (21), получаем
1,005∙2066  1285  785
Теплота подведенная в цикле:
(23)
264 + 785  1049
Теплота отведенная в адиабатном процессе расширения :
Теплота отведенная в изохорном процесс:
(24)
0,718∙826  300  378
Полезная теплота цикла:
(25)
1049  378  671
Проверка: 671  671.
Термический кпд цикла:
(26)
6711049  0,6464%
(27)
1  1161,4  1∙1,4∙1,61,4  11,4  1 + 1,4∙1,6  1  0,6464%
Термический к.п.д . цикла Карно, проведенного в том же интервале температур :
(28)
1  3001285  0,7777%
Термический к.п.д. цикла Карно, совершаемого при тех же крайних температурах, что и данный цикл, на 17% выше.
Определение изменения удельной энтропии:
Процесс 1  2 - адиабатный:
Процесс 2  3 - изохорный:
(29)
0,718∙ln1285918  0,241
Процесс 3  4 - изобарный:
(30)
1,005∙ln20661285  0,477
Процесс 4  5 - адиабатный:
Процесс - изохорный:
(31)
0,718∙ln300826  
Проверка: 0,000 + 0,241 + 0,477 + 0,000  0,718  0,000.
Таблица 8.3 - Результаты расчетов изменения удельной энтропии
Процесс
1-2 0
2-3 0,241
3-4 0,477
4-5 0
5-1 
При изображении цикла в диаграмме (рис