Реферат: Организация перевозок и управление на транспорте 2

Федеральное агентство по образованию РФ

Ангарская государственная техническая академия

Кафедра «Управление на автомобильном транспорте»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: «ТРАНСПОРТНАЯ ЭНЕРГЕТИКА»

«Организация перевозок и управление на транспорте»

Выполнил:

студент гр. УАТу-07-1

Чернов И.И.

Проверил:

Доцент Щербин С.А.

Ангарск 2009

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ 1

В одном температурном диапазоне осуществляются четыре цикла, изображенных на рис. 19: цикл Карно, цикл Отто, цикл Дизеля, цикл газотурбинной установки.

Произвести термодинамический анализ циклов: определить параметры состояния рабочего тела в характерных точках, совершаемую работу, количество подведенной и отведенной теплоты, термический кпд, степень сжатия, степень предварительного расширения и степень повышения давления.

Завершив расчетную часть, необходимо заполнить таблицу с основными результатами, построить рассмотренные циклы в масштабе на pυ -диаграмме. Произвести анализ полученных результатов и сделать письменный вывод о том, какой цикл наиболее эффективен в данных условиях, с объяснением причин различий в значениях термического кпд, указанием достоинств и недостатков реально действующих тепловых двигателей (карбюраторного, дизельного, ГТУ).

Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.

Таблица 1

Исходные данные к заданию 1

Номер варианта	к	R , Дж/(кг·К)	t 1 , о С	р 1 , МПа	t 3 , о С	р 3 , МПа	, Дж/(кг·К)
9	1,4	287	27	0,1	1960	6.1	720

Последовательность расчета

1. Расчет параметров состояния рабочего тела в характерных точках циклов.

1.1. Удельный объем рабочего тела в начальном состоянии (точка 1)

, м³ /кг.

.

1.2. Параметры состояния рабочего тела в конце процесса сжатия.

Поскольку процесс 2-3 изотермический, то T ₂ = T ₃ ;

, м³ /кг;

, Па.

;

= 8 6 2 9 3 51 2, 20 .

Цикл Отто (точка 2^/ ).

Так как сгорание топлива (процесс 2^/ -3) происходит при постоянном объеме, то , м³ /кг;

, Па;

, К.

;

;

Цикл Дизеля и газотурбинной установки (точка 2^// ).

Так как сгорание топлива (процесс 2^// -3) происходит при постоянном давлении, то ;

, м³ /кг;

, К.

;

= 883,37

1.3. Удельный объем рабочего тела в конце процесса подвода теплоты (сгорания топлива), точка 3

, м³ /кг.

= 0,13 .

1.4. Параметры состояния рабочего тела в конце процесса адиабатного расширения.

Поскольку процесс 4-1 изотермический, то T ₄ = T ₁ ;

, м³ /кг;

, Па.

;

.

Цикл Отто и цикл Дизеля (точка 4^/ ).

Так как отвод теплоты от рабочего тела (процесс 4^/ -1) происходит при постоянном объеме, то ;

, Па;

, К.

;

.

Цикл газотурбинной установки (точка 4^// ).

Так как отвод теплоты от рабочего тела (процесс 4^// -1) происходит при постоянном давлении, то ;

, м³ /кг;

, К.

;

.

2. Расчет основных термодинамических характеристик двигателей внутреннего сгорания

2.1. Цикл Карно:

– удельное количество теплоты, подведенной при постоянной температуре (процесс 2-3)

Дж/кг;

;

– удельное количество теплоты, отведенной при постоянной температуре (процесс 4-1)

Дж/кг;

;

– термический коэффициент полезного действия

, проверка: ;

, проверка: ;

– удельная работа цикла

Дж/кг.

2.2. Цикл Отто:

– удельное количество теплоты, подведенной при постоянном объеме (процесс 2^/ -3)

Дж/кг;

;

– удельное количество теплоты, отведенной при постоянном объеме (процесс 4^/ -1)

Дж/кг;

;

– степень сжатия

;

– степень предварительного расширения

– степень повышения давления

– термический коэффициент полезного действия

, проверка: ;

, проверка: ;

– удельная работа цикла

Дж/кг.

.

2.3. Цикл Дизеля:

– удельное количество теплоты, подведенной при постоянном давлении (процесс 2^// -3)

Дж/кг,

где - средняя удельная теплоемкость рабочего тела при постоянном давлении, Дж/(кг·К);

,

;

– удельное количество теплоты, отведенной при постоянном объеме (процесс 4^/ -1)

Дж/кг;

;

– степень сжатия

– степень предварительного расширения

– степень повышения давления

– термический коэффициент полезного действия

, проверка: ;

, проверка: ;

– удельная работа цикла

Дж/кг.

.

2.4. Цикл газотурбинной установки:

– удельное количество теплоты, подведенной при постоянном давлении (процесс 2^// -3)

Дж/кг;

;

– удельное количество теплоты, отведенной при постоянном давлении (процесс 4^// -1)

Дж/кг;

;

– степень сжатия

– степень предварительного расширения

;

– степень повышения давления рабочего тела в компрессоре

– термический коэффициент полезного действия

, проверка: ;

, проверка: ;

– удельная работа цикла

Дж/кг.

.

ЗАДАНИЕ 2

Для компрессора, сжимающего воздух перед камерой сгорания в газотурбинной установке (рис. 12), определить теоретическую работу, затрачиваемую на сжатие 1 кг воздуха и конечную температуру газа. Компрессор считать идеальным. Расчет произвести для политропного и адиабатного сжатия в одноступенчатом, трехступенчатом, пятиступенчатом и семиступенчатом компрессорах.

Завершив расчетную часть, необходимо заполнить таблицу с основными результатами, построить в масштабе индикаторные диаграммы рабочих процессов для одно- и трехступенчатого компрессоров в координатах pV (рис. 22). Начертить графики зависимости конечной температуры газа T _к и работы сжатия a от числа ступеней компрессора x . Произвести анализ полученных результатов и сделать письменный вывод о том, какой из компрессоров целесообразно использовать в данном случае и почему.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 2 и соответствуют заданию 1.

Таблица 2

Исходные данные к заданию 2

Последовательность расчета

1. Удельный объем рабочего тела в начальном состоянии

, м³ /кг.

2. Одноступенчатый компрессор (x =1).

2.1. Работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг воздуха:

- политропное сжатие

Дж/кг;

;

2.2. Конечная температура газа:

- политропное сжатие

, К;

;

3. Трехступенчатый компрессор (x =3).

3.1. Степень увеличения давления воздуха в каждой ступени компрессора

3.2. Работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг воздуха:

- политропное сжатие

Дж/кг;

;

3.3. Конечная температура газа:

- политропное сжатие

, К;

;

ЗАДАНИЕ 3

В сопле Лаваля, установленном в газовой турбине, происходит адиабатное расширение продуктов сгорания топлива от давления p ₁ и температуры t ₁ до давления p ₂ . Определить геометрические размеры сопла, а также скорость и температуру газа на выходе. Входной скоростью продуктов сгорания и трением в канале сопла пренебречь.

По полученным размерам начертить эскиз сопла Лаваля в масштабе.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 3 и соответствуют заданиям 1 и 2.

Таблица 3

Исходные данные к заданию 3

Последовательность расчета

1. Критическое отношение давлений

.

2. Удельный объем газа во входном сечении сопла

, м³ /кг.

.

3. По условию задачи соотношение давлений меньше критического, поэтому скорость газа в минимальном сечении сопла будет равна местной скорости звука:

, м/с.

.

4. Учитывая, что в минимальном сечении сопла Лаваля устанавливается критическое соотношение давлений , удельный объем газа в минимальном сечении сопла составит

, м³ /кг.

.

5. Площадь и диаметр минимального сечения сопла

, м² ;

, м.

;

.

6. Скорость газа в устье сопла

, м/с.

.

7. Удельный объем газа в устье сопла

, м³ /кг.

.

8. Площадь и диаметр выходного сечения сопла

, м² ;

;

, м.

м.

9. Длина расширяющейся части сопла

, м.

м.

10. Длина суживающейся части принимается равной диаметру минимального сечения сопла , а диаметр можно принять равным диаметру выходного сечения .

10. Длина суживающейся части принимаю равной диаметру минимального сечения сопла = 16,75 * 10^-3 , а диаметр можно принять равным диаметру выходного сечения = 36,61 * 10^-3 .

11. Температура газа на выходе из сопла

, К.

.