НАИМЕНОВАНИЕ И СТРУКТУРА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Стр 1 из 3Следующая ⇒

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………….……4

1. Наименование и структура курсовой работы……………………….……4

2. Методические указания по выполнению курсовой работы……….……..5

2.1. Титульный лист………………………………………………………..…...5

2.2. Содержание………………………………………………………….……...5

2.3. Задание…………………………………………………………….………..5

2.4. Порядок выполнения расчётов……………………………………….…....7

2.4.1. Определение газовой постоянной и теплоёмкостей рабочего тела……7

2.4.2. Определение параметров состояния рабочего тела………………….…8

2.4.3. Расчёт процессов цикла………………………………………………….10

2.4.4. Расчёт характеристик цикла……………………………………………..11

2.4.5. Исследование и анализ цикла со смешанным подводом теплоты……12

2.4.6. Литература………………………………………………………………..13

2.4.7. Приложение………………………………………………………………13

Библиографический список…………….…………………………………..….14

Приложение……………………………………………………………………..15

ВВЕДЕНИЕ

В основе работы поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) лежат циклично повторяющиеся термодинамические процессы, которые по характеру подвода теплоты к рабочему телу можно разделить на три группы [1]:

- с подводом теплоты по изохоре (цикл Отто);

- с подводом теплоты по изобаре (цикл Дизеля);

- со смешанным подводом теплоты, в которых он осуществляется частично по изохоре и частично по изобаре (цикл Тринклера-Сабатэ).

Перечисленные циклы являются разомкнутыми, поэтому их анализ для выявления условий, при которых достигается максимальный термический коэффициент полезного действия (КПД), удобнее проводить, рассматривая идеализированные замкнутые циклы, которые являются их термодинамическими эквивалентами.

В данной работе предлагается выполнить расчёт и поэлементный анализ идеального цикла со смешанным подводом теплоты для выяснения сущности происходящих явлений и обоснования условий, позволяющих повысить его эффективность.

НАИМЕНОВАНИЕ И СТРУКТУРА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа выполняется на тему «Расчёт и анализ идеального цикла ДВС со смешанным подводом теплоты». Она должна включать следующие составные части:

Титульный лист.

Содержание.

Задание.

1. Расчёт цикла ДВС со смешанным подводом теплоты.

1.1. Определение газовой постоянной и теплоёмкостей рабочего тела.

1.2. Определение параметров состояния рабочего тела.

2. Расчёт процессов и характеристик цикла.

2.1. Определение характеристик процессов цикла.

2.2. Определение основных характеристик цикла.

3. Исследование и анализ цикла со смешанным подводом теплоты.

Литература.

Приложение.

Общий объём расчётно-пояснительной записки, включая графические материалы, должен составлять 15—20 страниц. Она должна быть оформлена по ГОСТ 2.105-95.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Титульный лист

Титульный лист расчётно-пояснительной записки выполняется на стандартном формате (А4) и должен содержать: полное наименование вышестоящей организации, высшего учебного заведения, кафедры и курсовой работы, а также сведения об авторе, преподавателе, выдавшем задание на проектирование, месте и годе выполнения.

Содержание

Должно включать полный перечень следующих за ним составных частей курсовой работы с указанием номера страницы расчётно-пояснительной записки, на которой они начинаются.

Задание

Выдаётся каждому студенту индивидуально в виде номера варианта в соответствии с табл.1 Приложения и содержит следующий перечень одинаковых для всех вопросов, подлежащих решению.

Рассчитать идеальный цикл ДВС со смешанным подводом теплоты, включающий в соответствии с рисунком следующие термодинамические процессы: адиабатное сжатие рабочего тела 1-2, подвод теплоты по изохоре 2-3, подвод теплоты по изобаре 3-4, адиабатное расширение 4-5, отвод теплоты по изохоре 5-1 [1, 2].

Расчёт цикла включает следующие этапы:

- определение молекулярной массы и газовой постоянной рабочего тела;

- определение массовых теплоёмкостей рабочего тела при постоянном объёме, постоянном давлении и определение показателя политропы;

- определение значений давления, удельного объёма, температуры и энтропии во всех точках цикла;

- определение для каждого процесса, составляющего цикл, изменения внутренней энергии и энтальпии, значений теплоёмкости, теплоты и работы;

- определение характеристик цикла: количества подведённой и отведённой теплоты, среднего давления и термического КПД.

Исследовать влияние степени сжатия, степени повышения давления и степени предварительного расширения на термический КПД цикла. Выполнить построение и анализ графиков зависимостей термического КПД цикла от степени сжатия рабочего тела, степени повышения давления при изохорном подводе теплоты и от степени предварительного расширения.

Исходные данные, взятые из Приложения, приводятся в задании на курсовую работу в виде табл. 1.

Таблица 1

Исходные данные для расчёта цикла ДВС

Доли компонентов

рабочего тела, %

Степень сжа-тия рбочего тела; ε

Степень повы-шения давле-ния при изоор-ном подводе теплоты; λ

Степень предваритель-ного избар-ного расширения ρ

T₁,

Р₁,

МПа

СО₂

СО

Н₂О

N₂

О₂

293

0,1

При этом состав рабочего тела может быть задан массовыми или объёмными долями компонентов. Температура и давление в исходной точке процесса для всех вариантов заданий принимаются одинаковыми и равными соответственно: T₁= 293 К; P₁= 0,1 МПа. Расчёты производятся для 1 кг массы рабочего тела. В число исходных данных входят также следующие показатели: степень сжатия рабочего тела ; степень повышения давления при изохорном подводе теплоты ; степень предварительного изобарного расширения . Теплоёмкости рабочего тела считаются постоянными, не зависящими от температуры.

2.4. Порядок выполнения расчётов

2.4.1. Определение газовой постоянной и теплоёмкостей рабочего тела

Молекулярную массу рабочего тела , представляющего собой смесь газов и паров воды, определяют по одной из следующих формул [3, 4]:

- при задании смеси объёмными долями компонентов:

- при задании смеси массовыми долями компонентов:

где – количество компонентов смеси;

- соответственно объёмные или массовые доли компонентов, принимаемые в соответствии с табл. 1 исходных данных индивидуального задания;

m_i- молекулярная масса i-го компонента смеси, принимается по данным табл. 2 Приложения, кг/кмоль.

Газовую постоянную смеси газов R определяют по формуле [4]

где 8314 – постоянный коэффициент (константа).

Массовые теплоёмкости при постоянном объёме и при постоянном давлении определяют по формулам [1-4]:

где и – молярные теплоёмкости отдельных компонентов газовой смеси (рабочего тела), которые считаются зависящими только от атомности газов и принимаются в расчётах постоянными по данным табл. 2.

Таблица 2

Теплоёмкости газов, кДж/(кмоль·К)

Атомность газа

Показатели

Одноатомный Двухатомный Трехатомный

12,48 20,80 29,30

20,80 29,12 37,60

Показатель адиабаты определяют как величину численно равную отношению массовых теплоёмкостей смеси при постоянном давлении и объёме, т.е.

2.4.2. Определение параметров состояния рабочего тела

При определении параметров состояния рабочего тела последовательно для всех точек цикла (точки 1-5) рассчитывают: давление р, удельный объём , температуру Т и энтропию S. Например, для точки 1 процесса адиабатного сжатия 1-2 давление р₁ и температура Т₁ известны ( ), тогда

, ,

где 273 – абсолютная термодинамическая температура, приблизительно соответствующая температуре тройной точки воды, т.е. нулю градусов Цельсия, К;

22,4 – объём, занимаемый 1 кмолем газа при нормальных физических условиях, м³.

Для точки 2 адиабатного процесса 1-2 параметры состояния рабочего тела определяют из соотношений [6]:

, , , .

Параметры состояния рабочего тела для точки 3 изохорного процесса 2-3 определяют по формулам:

, , ,

Для изобарного процесса 3-4 параметры рабочего тела в точке 4 устанавливают из следующих соотношений [6]:

, , , .

Для точки 5 процесса адиабатного расширения 4-5 [6]:

, , ,

Результаты расчётов сводят в табл. 3 и используют в дальнейшем для построения диаграмм цикла в и координатах [4].

Таблица 3

Параметры рабочего тела

Обозначение

параметров

Точки цикла

р, МПа

, м³/кг Т, К S , кДж/(кг·К)

2.4.3. Расчёт процессов цикла

В данном разделе выполняют расчёт всех процессов, составляющих цикл, с определением для каждого из них: теплоёмкости С, изменения внутренней энергии и энтальпии , а также количества подведённой или отведённой теплоты g, работы расширения или сжатия l. Например, для процесса адиабатного сжатия 1-2 [6]:

, , , , .

Для процесса подвода теплоты по изохоре 2-3 [6]:

, , , , .

Для процесса подвода теплоты по изобаре 3-4 [6]:

, , , , .

Для процесса адиабатного расширения 4-5 [6]:

, , , , .

Для процесса отвода теплоты по изохоре 5-1 [6]:

, , , , .

Результаты расчётов процессов цикла сводят в табл. 4.

Таблица 4

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Кириллин В.А., Сычёв В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. – М.: Наука, 1979. – 512 с.

2. Крутов В.И. Техническая термодинамика: Учебник для машиностроительных специальностей вузов / В.И. Крутов, С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др.; Под ред. В.И. Крутова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1991. – 384 с.

3. Крутов В.И. Теплотехника: Учебник для студентов вузов / А.М. Архаров, С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др.; Под ред. В.И. Крутова. – М.: Машиностроение, 1979. – 432 с.

4. Лариков Н.Н. Теплотехника: Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1985. – 435 с.

5. Архаров А.М. Теплотехника: Учебник для вузов / Под общ. ред. В.И. Крутова. – М.: Машиностроение, 1986. – 432 с.

6. Афанасьев В.Н. Задачник по технической термодинамике и теории тепломассообмена: Учебное пособие для энергомашиностроительных специальностей вузов/ Под ред. В.И. Крутова и Г.Б. Петражицкого. – М.: Высшая школа, 1986. – 383 с.

7. Техническая термодинамика и теория теплообмена: Методические указания к выполнению курсовых работ / Владимир. гос. ун-т; Сост.: А.С. Судариков, Ю.Г. Горнушкин, В.М. Басуров и др. – Владимир, 1999. – 28 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Варианты индивидуальных заданий [7]

№ варианта

Орешков Евгений Леонидович

Т Е П Л О Т Е Х Н И К А

Методические указания по выполнению курсовой работы

для студентов специальности 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

очной и заочной форм обучения

Редактор Е. Аверьянова

Лицензия ЛР № 020343 от 20.01.97 г. Подписано в печать 08.06.2004.

Формат бумаги 60х84 1/16. Печать плоская. Печ.л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Ивановская государственная архитектурно-строительная академия".

Сектор редакционно-издательской деятельности ЦНИТ.

153037, г. Иваново, ул. 8 Марта, 20.

Отпечатано в ООО “Принт-Мастер”.

153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34, оф. 101.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………….……4

1. Наименование и структура курсовой работы……………………….……4

2. Методические указания по выполнению курсовой работы……….……..5

2.1. Титульный лист………………………………………………………..…...5

2.2. Содержание………………………………………………………….……...5

2.3. Задание…………………………………………………………….………..5

2.4. Порядок выполнения расчётов……………………………………….…....7

2.4.1. Определение газовой постоянной и теплоёмкостей рабочего тела……7

2.4.2. Определение параметров состояния рабочего тела………………….…8

2.4.3. Расчёт процессов цикла………………………………………………….10

2.4.4. Расчёт характеристик цикла……………………………………………..11

2.4.5. Исследование и анализ цикла со смешанным подводом теплоты……12

2.4.6. Литература………………………………………………………………..13

2.4.7. Приложение………………………………………………………………13

Библиографический список…………….…………………………………..….14

Приложение……………………………………………………………………..15

ВВЕДЕНИЕ

- с подводом теплоты по изохоре (цикл Отто);

- с подводом теплоты по изобаре (цикл Дизеля);

НАИМЕНОВАНИЕ И СТРУКТУРА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Титульный лист.

Содержание.

Задание.

1. Расчёт цикла ДВС со смешанным подводом теплоты.

1.1. Определение газовой постоянной и теплоёмкостей рабочего тела.

1.2. Определение параметров состояния рабочего тела.

2. Расчёт процессов и характеристик цикла.

2.1. Определение характеристик процессов цикла.

2.2. Определение основных характеристик цикла.

3. Исследование и анализ цикла со смешанным подводом теплоты.

Литература.

Приложение.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

12 3 Следующая ⇒