Основные параметры состояния (стр. 8 )

84.  Определить индикаторную мощность и мощность механических потерь четырехцилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если степень сжатия e=17, полный объем цилиндра Va=11.9×10-4 м3, угловая скорость вращения коленчатого вала w =157 рад/с и механический КПД hм=0,81. Индицированием двигателя получена индикаторная диаграмма полезной площадью F = 1,8×10-3 м2, длиной l=0,2 м при масштабе давлений m=0,8×108 Па/м. Ответ: Ni =40,3 кВт; Nм= 7,7 кВт.

85.  Определить среднее эффективное давление и среднее давление механических потерь двухцилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если эффективная мощность Ne==18 кВт, диаметр цилиндра D = 0,105 м, ход поршня S=0,12 м, частота вращения ко­ленчатого вала n = 30 об/с и механический КПДhм=0,78. Ответ: ре = 5,77×105 Па; рм = 1,63×105 Па.

86.  Определить эффективную мощность и механический КПД шестицилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если среднее эффективное давление ре=7,2×105 Па, полный объем цилиндра Va=7,9×10-4 м3, объем камеры сгорания Vc= 6,9×10-5 м3, частота вращения коленчатого вала n=37 об/с и мощность механических потерь Nм= 14,4 кВт. Ответ: Nе=57,6 кВт; Nм = 0,8 кВт.

87.  Определить среднюю скорость поршня и степень сжатия четырехцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя, если эффективная мощность Nе=51,5 кВт, среднее эффективное давление ре = 6,45×105 Па, ход поршня S=0,092 м, частота вращения коленчатого вала n=4000 об/мин и объем камеры сгорания Vc = 10-4 м3. Ответ: см =12,3 м/с; e=7,0.

88.  Определить угловую скорость вращения коленчатого вала и степень сжатия шестицилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя, если эффективная мощность Ne=66 кВт, среднее эффективное давление ре=6,5×105 Па, частота вращения коленчатого вала n=60 об/с и полный объем цилиндра Vа=6,63×10-4м3. Ответ: w=377 рад/с; e = 6,7.

89.  Определить индикаторную мощность и механический КПД восьмицилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя, если среднее индикаторное давление рi=7,5×105 Па, диаметр цилиндра D=0,l м, ход поршня S=0,095, средняя скорость поршня см =9,5 м/с и мощность механических потерь Nм=23,5 кВт. Ответ: Ni=111,8 кВт; hм=0,79.

90.  Определить литраж и удельный эффективный расход топлива шестицилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя, если эффективная мощность Ne=52 кВт, среднее эффективное давление ре = 6,4×105 Па, угловая скорость вращения коленчатого вала w=314 рад/с и расход топлива В = 3,8×10-3 кг/с. Ответ: Vh=32,5.10-4 м3; be=0,263 кг/(кВтч).

91.  Определить расход топлива четырехцилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если среднее индикаторное давление рi=6,8×105 Па, частота вращения коленчатого вала n=25 об/с, степень сжатия e=15, объем камеры сгорания Vc=2,5×10-4 м3, механический КПД hм=0,84 и удельный эффективный расход топлива bе=0,180 кг/(кВт×ч). Ответ: S=5×10-3 кг/с.

92.  Определить расход топлива шестицилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя, если среднее индикаторное давление рi=8×105 Па, диаметр цилиндра D=0,082 м, ход поршня S=0,11 м, средняя скорость поршня См=9,9 м/с, механический КПД hм =0,85 и удельный эффективный расход топлива bе=0,276 кг/(кВтч). Ответ: В =4,08×10-3 кг/с.

93.  Определить литровую мощность шестицилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если среднее эффективное давление ре=7×105 Па, частота вращения коленчатого вала w=35 об/с, степень сжатия e = 14,5 и. объем камеры сгорания Vс=22×10-5 м3. Ответ: Nл=12250 кВт/м3.

94.  Для указанной схемы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) рассчитать термодинамические параметры состояния рабочей смеси: объем камеры сгорания в верхней и нижней мертвых точках (ВМТ, НМТ); степень сжатия (ε); давление в точках a, c, z, b; термический КПД; удельную работу цикла. На основе расчетных данных построить pv - диаграмму состояния. На рис. 6 показана схема поршневого ДВС с необходимыми для расчета геометрическими размерами, величины которых берутся из табл. 1.

Таблица 1 Исходные данные к задаче №95
Вид цикла	Отто	Дизеля	Сабатэ-Тринклера
Параметры цилиндра	а, мм	5	4	4	8	7	6
b, мм	4	5	4	7	8	3
S, мм	70	95	85	65	100	70
D, мм	100	60	55	72	100	60
k	1,3	1,4	1,4	1,35	1,35	1,4
λ	2	3	-	-	2	2,5
ρ	-	-	2	3	3	2

Энергетика компонентов и инфраструктуры транспорта

95.  Энергозатраты на изготовление узлов и сборку легкового автомобиля массой 1,16 т в МДж:

Общие энергозатраты 8,06

Производство металлов 3,27

Кузов 0,5

Трансмиссия 0,86

Комплект колес 2,09

Сборка, окраска 0,65

Двигатель 0,4

Остальное 0,46

Определить объем вложенной энергии легковых автомобилей в тоннах условного топлива, если годовой объем производства легковых автомобиле равен 460 млн. шт. Ответ: 0,126 Гт. у.т.

96.  Энергозатраты на изготовление узлов и сборку грузового автомобиля массой 18 т в МДж:

Общие энергозатраты 523

Ходовая часть 124

Кузов 11,5

Трансмиссия 28,1

Комплект колес 68,9

Кабина 47,8

Двигатель 57,8

Остальное 81,4

Определить объем вложенной энергии грузовых автомобилей в тоннах условного топлива, если годовой объем производства грузовых автомобилей равен 140 млн. Ответ: 2,5 Гт. у.т.

97.  Укладка цементобетонного покрытия осуществляется с помощью:

бетонораспределителя и бетоноукладчика с производительностью 230 м3/ч и расходом энергии 1,54 ГДж/ч; двух машин для отделки и выглаживания мощностью 7,5 кВт каждая, потребляющими 120 МДж/ч. Цементобетонное покрытие укладывается толщиной 1 см. Машина для нарезки швов с двигателем мощностью 32 кВт и производительностью 3 м/мин потребляет энергию 1 МДж/ч на 1 погонный метр шва. Определить общие энергозатраты указанной техники на укладку цементобетонного покрытия площадью 1000 м2 в тоннах условного топлива. Ответ: 432 т. у.т.

Приложение

Таблица 1

Вещество	Хим. формула	Относительная молекулярная масса, Мr
Азот	N2	28,016
Аммиак	NH3	17,031
Вода	H2O	18,016
Водород	H2	2,016
Воздух (сухой)	-	28,960
Углекислый газ	CO2	44,010
Кислород	O2	32,000
Метан	CH4	16,040
Окись углерода	CO	28,010
Этилен	C2H4	28,050

Таблица 2

t,°С	, кДж/(кг×К)
	O2	N2	CO	CO2	H2O	Воздух
0	0,9140	1,0392	1,0396	0,8106	1,8594	1,0036
100	0,9224	1,0404	1,0417	0,8725	1,8728	1,0061
200	0,9353	1,0434	1,0463	0,9148	1,8937	1,0115
300	0,9500	1,0488	1,0538	0,9529	1,9611	1,0191
400	0,9651	1,0567	1,0634	0,9868	1,9477	1,0283
500	0,9789	1,0660	1,0748	1,0170	1,9778	1,0387
600	0,9927	1,0764	1,0865	1,0856	2,0088	1,0496
700	1,0048	1,0869	1,0982	1,0681	2,0419	1,0605
800	1,0161	1,0978	1,1087	1,0894	2,0754	1,0714
900	1,0262	1,1082	1,1191	1,1095	2,1093	1,0815
1000	1,0354	1,1179	1,1292	1,1275	2,1436	1,0911
1200	1,0513	1,1367	1,1484	1,1585	2,2102	1,1087
1400	1,0651	1,1535	1,1660	1,1840	2,2743	1,1250
1600	1,0773	1,1681	1,1803	1,2058	2,3346	1,1388
1800	1,0886	1,1811	1,1928	1,2251	2,3902	1,1510
2000	1,0990	1,1920	1,2037	1,2410	2,4417	1,1618

Таблица 3

t,°С	, кДж/(кг×К)
	O2	N2	CO	CO2	H2O	Воздух
0	0,6540	0,7427	0,7427	0,6217	1,3976	0,7164
100	0,6628	0,7436	0,7448	0,6837	1,4110	0,7193
200	0,6757	0,7469	0,7494	0,7222	1,4323	0,7247
300	0,6900	0,7519	0,7570	0,7733	1,4574	0,7323
400	0,7042	0,7599	0,7666	0,7980	1,4859	0,7415
500	0,7193	0,7691	0,7779	0,8277	1,5160	0,7519
600	0,7331	0,7796	0,7896	0,8549	1,5474	0,7628
700	0,7453	0,7905	0,8014	0,8788	1,5805	0,7737
800	0,7561	0,8009	0,8118	0,9006	1,6140	0,7842
900	0,7662	0,8114	0,8223	0,9203	1,6483	0,7942
1000	0,7754	0,8210	0,8323	0,9383	1,6823	0,8039
1200	0,7917	0,8395	0,8516	0,9692	1,7492	0,8219
1400	0,8051	0,8566	0,8692	0,9952	1,8129	0,8378
1600	0,8177	0,8713	0,8838	1,0170	1,8728	0,8516
1800	0,8290	0,8843	0,8960	1,0358	1,9289	0,8637
2000	0,8390	0,8951	0,9073	1,0521	1,9808	0,8746

Литература

1.  Кузовлев термодинамика и основы теплопередачи.- М.: Высшая школа, 1983. – 335 с.

2.  Теплотехника. Под ред. , М.:Наука, 2001 - 350 с.

3.  , Ложкин энергетика: учебное пособие для студентов высших учебных заведений.- М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 272 с.