Четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания является приводом компрессора холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса с коэффициентом трансформации 𝜇. Определить составляющие уравнения теплового двигателя: теплоту, преобразованную

Четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания является
приводом компрессора холодильной машины, работающей в режиме
теплового насоса с коэффициентом трансформации 𝜇. Определить
составляющие уравнения теплового двигателя: теплоту, преобразованную
в полезную работу, потери теплоты с охлаждающей водой, с
отработанными
газами,
остаточные
потери,
а
также
теплопроизводительность теплового насоса, возможную суммарную
теплопроизводительность и коэффициент использования теплоты
комплекса тепловой двигатель - тепловой насос, если при испытании
измерена эффективная мощность двигателя 𝑁𝑒 (кВт); за время 𝜏 (с)
двигатель израсходовал G (кг), топлива с низшей теплотой сгорания 𝑄Н
Р =
42,5 мДж/кг, расход охлаждающей воды через двигатель 𝐺𝐵 (кг/с),
повышение ее температуры в двигателе 𝛥𝑡В (°С), объем газов, получаемый
при сгорании 1 кг топлива 𝑉Г = 16,5 м3 кг (0 °С; 0,1 МПа), объем воздуха,
необходимый для сгорания 1 кг топлива 𝑉ВЗ = 15,6 м3/кг, температура
уходящих газов 𝑡Г (°С) и средняя объемная теплоемкость газов 𝑐РГ = 1,45
кДж (м3·°С), температура воздуха 𝑡ВЗ = 20 °С.
Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.
3.
Указания:
Расход топлива двигателем, кг/с:
�
� =𝐺/𝜏.
Теплота, преобразованная в эффективную работу, кВт:
�
�𝑒 = 𝑁𝑒;
�
�𝑒 = [𝑄𝑒/(𝐵 ⋅𝑄Н
Р)] ⋅ 100, %.
Потери теплоты с охлаждающей водой, кВт:
�
�ОХЛ = 𝐺𝐵 ⋅𝑐𝐵 ⋅𝛥𝑡В;
�
�ОХЛ = [𝑄ОХЛ/(𝐵 ⋅𝑄Н
Р)] ⋅ 100, %.
2
Потери теплоты с отработавшими газами, кВт:
�
�УГ = 𝐵⋅(𝑉Г ⋅𝑐РГ ⋅ 𝑡Г −𝑉ВЗ ⋅ 𝑐РВ ⋅𝑡𝐵);
�
�УГ = [𝑄УГ/(𝐵 ⋅𝑄Н
Р)] ⋅ 100, %.
Потери теплоты от химической неполноты сгорания и остаточные,
кВт:
�
�Х.Н + 𝑄ОСТ = 𝐵 ⋅𝑄Н
Р −(𝑄𝑒 +𝑄ОХЛ +𝑄УГ);
�
�Х.Н + 𝑞ОСТ = [(𝑄НС + 𝑄ОСТ)/(𝐵 ⋅𝑄Н
Р)] ⋅ 100, %.
Теплопроизводительность теплового насоса, кВт,
�
�ТН = 𝑁𝑒 ⋅𝜇.
Теплопроизводительность рекуператора теплоты 𝑄Р.Г, кВт,
отработавших газов при температуре газов на выходе из рекуператора
�
�Г
′′ = 150 °С; 𝑐РГ
′′ = 1,35 кДж/(м3 ·°С),
�
�Р.Г = 𝐵 ⋅(𝑉Г ⋅ 𝑐РГ
′ ⋅ 𝑡Г
′ − 𝑉Г ⋅ 𝑐РГ
′′ ⋅ 𝑡Г
′′).
Возможная теплопроизводительность установки с учетом реку
перации теплоты, кВт:
�
�𝑇𝑒 = 𝑄ОХЛ +𝑄РГ +𝑄ТН.
Коэффициент использования теплоты топлива:
�
�И = 𝑄𝑇𝑒/(𝐵 ⋅𝑄Н
Р).
Изобразить индикаторные диаграммы четырехтактных поршневых
карбюраторных и дизельных двигателей и привести их краткое
описание.