Термодинамический расчет, анализ и оптимизация идеализированного цикла поршневого ДВС

n="center"> Итоговая таблица расчетов

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 2.4 Результаты варьирования  и их анализ

 Таблица 2

 Результаты  расчета основных параметров цикла

 Ниже  на рис. 4П – 6П полученные результаты отражены графически в виде соответствующих зависимостей.

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Рис. 4П. Зависимость q = f(t₁) 
 
 

   
 
 
 
 
 
 
 
 

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   

 Из  рисунков видно, что с увеличением  температуры t₁ эффективность цикла увеличивается практически по линейному закону. При этом удельные расходы пара и теплоты уменьшаются примерно на 12 %, а термический коэффициент полезного действия примерно на столько же увеличивается.  

 Задача  №3 

 Определить  потерю теплоты через 1м² кирпичной обмуровки котла толщиной и температуры стенки и , если температура газов °C температура воздуха °C коэффициент теплоотдачи со стороны газов , коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха и коэффициент теплопроводности обмуровки

 Дано: , , ;

              ;  ;

 Найти:  

 Решение:

 1). Согласно  уравнению (40) коэффициент теплопередачи  равен:

  ;

 Подставляя  это значение в формулу (41), определим  плотность теплового потока:

                                                ;

                                               

 Для определения  температур стенок и   составим уравнения для плотности теплового потока (в данном примере – 3 уравнения). Так как тепловой поток один и тот же во всех 3-х процессах, то получим следующие выражения:

1. плотность теплового потока от горячего газа к стенке по формуле Ньютона – Рихмана:

 

 

 

2. плотность теплового потока, обусловленная  теплопроводностью через твердую  стенку: 
3. плотность теплового потока от второй поверхности стенки к воздуху:

                                                          

 Отсюда необходимые  значения температур, по формулам (42), равны:

 

 

 

 
 
 
 
 
 

                                             

 2). Построение температурного графика позволит убедиться в правильности нашего решения, т.е. значения температур стенки и можно определить графическим способом. Всё построение подробно описано на стр.22 в настоящих МУ. 
 

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   
 

 3). Построение  температурного графика в  – координатах. Построение графика аналогично вышеизложенному, но по оси абсцисс откладываются в масштабе толщины слоев . 
 

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   
 

 Задача  №4 

 Паропровод  диаметром  200/216 мм покрыт слоем совелитовой изоляции толщиной 110 мм, коэффициент теплопроводности которой .

 Температура пара и окружающего воздуха  . Коэффициент теплопроводности стенки ; и . Необходимо определить линейный коэффициент теплопередачи, линейную плотность теплового потока и температуру на поверхности соприкосновения паропровода с  изоляцией.

 Дано: ,

          

          

 Найти: .

 Решение: Согласно условию задачи: и

 Линейный  коэффициент теплопередачи определим  по формуле (48):  

 На основании  формулы (47) найдем линейную плотность  теплового потока

 

  /

 Температуру поверхности соприкосновения паропровода с изоляцией найдем по формулам (46) и (49):

 1).от пара к внутренней поверхности паропровода:

 2).от внутренней  к наружной поверхности паропровода  (обусловленная теплопроводностью):  

 Отсюда 

  .