Определить для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты параметры в характерных для цикла точках

ЧАСТЬ 1
Термодинамический цикл ДВС со смешанным подводом теплоты ограничивается контуром 1-2-3-4-5 и состоит из следующих процессов:
1-2 адиабатное сжатие;
2-3 изохорный подвод теплоты (быстрое сгорание топлива в объеме форкамеры);
3-4 изобарный подвод теплоты (догорание топлива в основном цилиндре);
4-5 адиабатное расширение;
5-1 изохорный отвод теплоты с продуктами сгорания.
Рассчитаем параметры двигателя внутреннего сгорания в характерных точках цикла.
Точка 1
Начальный удельный объем определяем из уравнения состояния (уравнение Менделеева-Клапейрона):
,
где R – универсальная газовая постоянная для воздуха
Точка 2
Так как степень сжатия

Давление в конце адиабатного сжатия:

Температура в конце адиабатного сжатия:

Точка 3
Из соотношения параметров в изохорном процессе получаем:



Точка 4
Из соотношения параметров в изобарном процессе получаем:



Точка 5
Из соотношения параметров в изохорном процессе получаем:



№ точки Р, бар v, м3/кг Т, К t, °C
1 1.2 0.713 298.15 25
2 68.64 0.04 947.423 674.273
3 103 0.04 1421.134 1147.984
4 103 0.063 2273.815 2000.665
5 3.48 0.713 863.563 590.413
ЧАСТЬ 2
Процесс 1-2:



Процесс 2-3:


Процесс 3-4:




Процесс 4-5:



Процесс 5-1:


Процесс
1-2 0 466,178 652,519 -466,178 0
2-3 340,125 340,125 476,08 0 0,291
3-4 856,944 612,225 856,944 244,719 0,472
4-5 0 -1012,561 -1417,303 1012,561 0
5-1 -405,967 -405,967 -568,24 0 -0,763
ЧАСТЬ 3
Диаграмма Р-V
Процесс 1-2 Точка 1’
p’ = 20 бар

Точка 1’’
p’’ = 40 бар

Процесс 4-5 Точка 4’
p’ = 70 бар

Точка 4’’
p’’ = 30 бар

ЧАСТЬ 4
Для построения цикла в координатах TS вычислим значения энтропии в характерных 1, 2, 3, 4, 5 и промежуточных точках.
С учетом того, что при нормальных условиях Р0 = 101325 Па, Т0 = 273 К

Определим абсолютное значение энтропии в точке 1 цикла:

Тогда



Процесс 2-3:
При Т’ = 1150

При Т’’ = 1300

Процесс 3-4:
При Т’ = 1700

При Т’’ = 1900
Процесс 5-1:
При Т’ = 600

При Т’’ = 400
Изобразим цикл в pv, Ts координатах в выбранном масштабе.
pv-диаграмма
Ts-диаграмма
ЧАСТЬ 5
Количество подводимой теплоты определяется как:

Количество отводимой теплоты:

Количество полезной работы:

Термический КПД цикла:

Среднее давление Рi: