Реальный цикл двигателя внутреннего сгорания

Основным элементом любого поршневого двигателя является цилиндр с поршнем, соединенным посредством кривошипно-шатунного механизма с внешним потребителем работы. Цилиндр снабжен двумя клапанами, через один из которых осуществляется впуск рабочего тела (воздуха или горючей смеси), а через другой – выб­рос рабочего тела по завершении цикла.

Крайние положения поршня в цилиндре называются мертвыми точками (в технике их называют верхней и нижней мертвыми точками), от этих положений поршень начинает возвратно-поступательное движение. Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называется ходом поршня.

Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня. Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обуславливающих превращение тепловой энергии в механическую работу.

Процесс, в течение которого происходит засасывание горючей смеси, называется впуском, следующий ход – сжатием, за ним идет расширение, или, как его называют, рабочий ход (в начале этого хода происходит вспышка горючей смеси и резкое повышение давления, затем расширение продуктов сгорания), наконец, последний ход – выпуск.

Особенности работы и конструктивного исполнения реальных двигателей рассмотрим на примере двигателя с циклом Отто.

В карбюраторном четырехтактном одноцилиндровом двигателе (рисунок 12) рабочий цикл происходит следующим образом:

Рисунок 12 – Рабочий цикл четырехтактного одноцилиндрового двигателя: 1 – поршень, 2 – горючая смесь, 3 – впускной патрубок, 4 – впускной клапан, 5 – свеча, 6 – выпускной клапан, 7 – выпускной патрубок, 8 – кривошипно-шатунный механизм, 9 – вал

На валу двигателя укрепляется массивное маховое колесо, которое, запасая кинетическую энергию при рабочих ходах поршня, расходует часть ее на совершение работы во время ходов впуска, сжатия и выпуска, обеспечивая плавный ход двигателя. Для увеличения мощности машины четырехтактные двигатели изготавливают с несколькими цилиндрами.

Основная часть двигателя – цилиндр 1 (рисунок 13), закрытый сверху съемной головкой 19. Внутри цилиндра передвигается поршень 2. Поршень представляет собой металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами 3, которые вкладываются в канавки на поршне (поршневые кольца). Назначение поршневых колец – не пропускать газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутки между поршнем и стенками цилиндра. Поршень соединен с шатуном 4. Шатун служит для передачи движения через кривошип коленчатому валу 5.

Рисунок 13 – Схематический вид разреза одноцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

 

Верхняя часть цилиндра сообщается с двумя каналами, которые могут закрываться и открываться при помощи клапанов 6 и 7. Клапаны закрывают каналы и имеют вид тарелок, прижимаемых к отверстиям с помощью пружин 8 (пружина клапана 7 на рисунке 13 не показана). Клапаны открываются кулачками 9, поднимающими при своем вращении толкатели 10.

Кулачки укреплены на распределительном (кулачковом) валу, приводимом во вращение при помощи шестерен 11 и 12. Массивный маховик 13 предназначен для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала и вывода поршня из мертвых точек.

Кроме клапанов, в верхней части цилиндра помещается свеча 14 для зажигания смеси при помощи электрической искры, получаемой от установленных на двигателе электрических приборов (магнето и бобины).

Горючая смесь подается в цилиндр по трубе 15, которая соединена с карбюратором, а отработавшие газы выбрасываются из цилиндра по трубе 18. Основанием для деталей кривошипного и распределительного механизмов, а также для защиты этих деталей служит картер 16. Нижняя часть картера является резервуаром для масла.

Головка и верхняя часть боковой поверхности цилиндра имеют двойные стенки; в пространстве 17 между этими стенками циркулирует вода, охлаждающая цилиндр, образуя рубашку охлаждения. Приспособление для охлаждения стенок цилиндров является необходимой частью двигателя. При чрезмерном перегревании цилиндров наступает пригорание масла, возможны преждевременные вспышки горючей смеси и детонация (взрыв горючей смеси вместо сгорания, имеющего место при нормальной работе). Детонация не только вызывает понижение мощности, но и разрушительно действует на мотор. Охлаждение цилиндров производится проточной водой, отдающей теплоту воздуху, или непосредственно воздухом.

Чтобы двигатель начал работать, его нужно привести в движение посторонней силой. В автомобилях это делается при помощи особого электромотора, питаемого от аккумулятора (стартер).

Реальный цикл двигателя внутреннего сгорания – это разомкнутый цикл, рабочее тело засасывается извне и по окончании цикла выбрасывается в атмосферу; таким образом, в каждом цикле участвует новая порция рабочего тела. [1]

Исследование работы реального поршневого двигателя целесообразно производить по так называемой индикаторной диаграмме (снятой с помощью специального прибора - индикатора). [3]

Рассмотрим на примере цикла Отто. Поршень I (рисунок 14) совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре II, снабженном впускным III и выхлопным IV клапанами. Индикаторная диаграмма двигателя, работающего со сгоранием топлива при постоянном объеме, представлена на рисунке 15. В процессе 0а (рисунок 15) поршень движется слева направо от ВМТ к НМТ, в цилиндре создается разряжение. В верхней мертвой точке (ВМТ) открывается впускной клапан III и в цилиндр подается горючая смесь (воздух, смешанный с парами бензина или другого горючего). После того, как поршень дойдет до крайнего правого положения – точка а (НМТ), процесс заполнения цилиндра горючей смесью заканчивается и впускной клапан закрывается. Поршень начинает двигаться в обратном направлении – справа налево (от НМТ к ВМТ). При этом горючая смесь в цилиндре сжимается и ее давление возрастает (процесс ас). После того как давление смеси в цилиндре достигает определенного значения, соответствующего точке с на инди­каторной диаграмме, с помощью электрической свечи производится воспламенение горючей смеси при постоянном объеме. Температура и давление смеси резко возрастают. Процесс сгорания смеси происходит практи­чески мгновенно, поршень не успевает переместиться, и поэтому процесс сгорания близок к изохорному. В процессе сгорания выделяется теплота, за счет которой рабочее тело, находящееся в цилиндре, нагревается и его давление повышается до значения, соответствующего точке z на индикаторной диаграмме (процесс cz). Под действием этого давления поршень перемещается вправо, совершая при этом работу расширения, от­даваемую внешнему потребителю (процесс zb). После того как поршень дойдет до точки b (положение НМТ), с помощью специального устройства открывается выхлопной клапан IV и давление в цилиндре снижается до значения, не­сколько превышающего атмосферное; при этом часть газа выходит из цилиндра. Поршень движется влево от НМТ до ВМТ, выталкивая из цилиндра в атмосферу оставшуюся часть отработавших газов (процесс b0), называют линия выхлопа.

Рисунок 14 – Принципиальная схема поршневого двигателя:

I – поршень, II – цилиндр, III – впускной клапан, IV – выпускной (выхлопной) клапан, V – впускной патрубок, VI – выпускной патрубок, ВМТ – верхняя мертвая точка, НМТ – нижняя мертвая точка.

 

Рисунок 15 – Индикаторная диаграмма двигателя, работающего

по циклу Отто

 

После этого начинается новый цикл — впуск свежего топливного заряда и т. д.

Как видно из индикаторной диаграммы, давление в цилиндре в процессе всасыва­ния несколько меньше, а в процессе выхлопа – несколько больше атмосферного в ре­зультате аэродинамического сопротивления обоих клапанов и соответствующих подво­дящих патрубков.

Поршень в цилиндре двигателя, работающего по цик­лу Отто, в течение одного цикла совершает четыре хода (такта) — впуск, сжатие, расширение после сгорания смеси, выталкивание продук­тов сгорания в атмосферу. Коленчатый вал делает за это время два оборота. В связи с чем рассмотренные двигатели называются четырехтактными.

Из анализа работы реального двигателя видно, что рабочий процесс не является замкнутым и в нем присутствуют все признаки необратимых про­цессов: трение, теплообмен при конечной разности температур, конечные скорости поршня и проч.

Так как в термодинамике исследуются лишь идеальные обратимые циклы, то для анализа цикла ДВС примем следующие допущения: рабочее тело - идеальный газ с постоянной теплоемкостью; количество рабочего тела постоянно; между рабочим телом и источниками теплоты имеет место бесконечно малая разность температур; подвод теплоты к рабочему телу (и отвод от рабочего тела) производится не за счет сжигания топлива, а от внешних источников теплоты (горячего и холодного); термодинамические процессы – обратимые.

Принятые допущения приводят к изучению идеальных термодинамиче­ских циклов ДВС, соответствующих рассмотренной инди­каторной диаграмме, что позволяет производить сравнениеразличных типов двигате­лей и определять факторы, влияющие на их КПД. Диаграмма, построенная с учетом указанных выше допущений, будет уже не индикаторной диаграммой двигателя, а р,υ-диаграммой его цикла. [2,3] Такие идеальные циклы, построенные для единицы массы рабочего тела, были рассмотрены в начале пособия и представлены на рисунке 1.

В отношении термодинамического анализа такой замкнутый цикл не отличается от разомк­нутого цикла Отто.

Рабочим телом цикла является горючая смесь (воздух + пары топлива), количество которой в двигателе остается неизменным. Процессы сжатия (ac) и расширения (zb) в этом цикле происходят за весьма короткие промежутки времени, в течение которых не успевает произойти заметного теплообмена с окружающей средой, поэтому с хорошим приближением эти процессы можно считать адиабатными.

Таким образом, идеальный замкнутый цикл, термодинамически эквивалентный реальному циклу Отто, состоит из двух адиабат (адиабатические процессы сжа­тия ac и расширения zb) и двух изохор (изохорические процессы подвода теплоты cz и отвода теплоты bа). Работа, производимая дви­гателем за один цикл, изображается площадью aczba.

1.6 Контрольные вопросы

1. На какие группы делятся поршневые двигатели внутреннего сго­рания (ДВС)?

2. Что такое степень сжатия в цикле ДВС?

3. Дать описание идеального термодинамического цикла с подводом теплоты при постоянном объеме, вывести формулу для термического КПД и дать его анализ.

4. Дать определение характеристике цикла: степень предварительного расширения

5. Дать описание идеального цикла ДВС с подводом теплоты при р = const, вывести формулу термического КПД, изобразить цикл на Ts-диаграмме и дать анализ КПД цикла.

6. Как осуществляется рабочий процесс в ДВС с быстрым сгора­нием топлива при постоянном объеме? Какое топливо применяют? По­чему нельзя применять высокие степени сжатия?

7. Дать описание цикла ДВС с подводом теплоты при р = const и сравнить его с циклом, где подводится теплота при v = const.

8. Какой идеальный цикл будет самым эффективным при одинаковых степенях сжатия?

9. Дать определение характеристике цикла: степень повышения давления.

10. Как осуществляется рабочий процесс в ДВС с изобарным сгоранием топлива (р =const) и какие способы подачи топлива при­меняют?

11. Чем вызвано создание ДВС со смешанным сгоранием топлива?

12. Дать описание идеального цикла ДВС со смешанным подводом теплоты, вывести формулу термического КПД, изобразить цикл на Ts-диаграмме и дать анализ КПД цикла.

13. В чем отличие реального цикла работы ДВС от идеального?

14. Сравните идеальные циклы ДВС. Какой из них считается самым экономичным при одинаковых наивысших температурах?

15. В чем разница между индикаторной и pv -диаграммой?

16. Почему термический КПД цикла ДВС с подводом тепла при v =const увеличивается с ростом степени сжатия ε?Чем ограничивается повышение степени сжатия в двигателях этого типа?

17. Что такое среднее теоретическое давление цикла ДВС?

18. Какие параметры влияют на среднее теоретическое давление цикла ДВС?

19. Какие технические решения позволяют увеличить среднее теоретическое давление цикла ДВС?

20. Какие параметры наиболее значимо влияют на теоретическую мощность двигателя внутреннего сгорания?

 

 

ПРИМЕР ЗАДАНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА

 

 

Цель расчетной работы

Целью расчетного задания является приобретение навыков теплотехнического расчета, построения циклов и подбора необходимого насосного оборудования системы охлаждения двигателя по результатам расчета.

При расчетах будем рассматривать только идеальные циклы ДВС.

 

2.2 Условие задания

Рисунок 16 – Схема ДВС и системы охлаждения.

 

1) В системе впуска в двигатель имеются местные сопротивления ζ. Суммарная длина впускных патрубков l диаметром d. Коэффициент трения λ. Скорость движения воздуха в патрубках υ. Определить давление в НМТ индикаторной диаграммы p_а перед впускным клапаном, если атмосферное давление равняется p_атм.

2) Рассчитать термодинамический цикл поршневого ДВС, с заданными значениями р_aтм, υ_a, Т_a, состав рабочего тела (смесь воздуха и продуктов сгорания) с объемными долями r_В и r_П и молярной массой компонентов смеси μ_В и μ_П соответственно. Параметры цикла ε, λ, ρ.

Произвести расчет молярной массы, газовой постоянной и теплоемкостей рабочего тела с учетом изменения температуры процессов.

Рассчитать параметры рабочего тела р, υ, Т во всех характерных точках цикла и полученные данные свести в таблицы.

Рассчитать значение теплоты q, работы l, изменения внутренней энергии Du, энтальпии Dh, энтропии Ds для всех процессов цикла и полученные данные свести в таблицы.

Рассчитать термический КПД h_i и среднее давление цикла p_t ДВС с рабочим объемом цилиндра υ_h и частотой n об/мин.

Определить термический КПД цикла Карно в том же интервале температур, что и заданный цикл. Определить теоретическую мощность двигателя.

Построить в масштабе по результатам вычислений цикл ДВС в p-υ и T-s координатах.

3) Охлаждающая жидкость плотностью ρ подается в радиатор насосом производительностью Q. Исходя из условий, что 50% теоретической мощности двигателя должно отводится системой его охлаждения, рассчитать производительность и потребный напор насоса в системе охлаждения, при температуре двигателя t_ДВ.

В системе охлаждения двигателя имеется трубопровод диаметром D; длиной L. Коэффициент трения λ. Коэффициент местных потерь радиатора ς и количество местных сопротивлений k. Определить необходимую мощность насоса, если его КПД η. Температуру окружающей среды принять равной t_{a .} и Δt.

Алгоритм решения

1. Уравнение Бернулли для сжимаемого рабочего тела в сечениях перед впускным патрубком и положением поршня в нижней мертвой точке (точка а на диаграмме цикла ДВС):

 

,

 

где

 

,

 

– потери на трение,

 

,

 

– потери в местных сопротивлениях.

В первом приближении можно положить:

 

,

 

то после упрощения получим:

 

.

Откуда давление рабочего тела в конце процесса впуска в цилиндр (точка а)

 

,

 

Для упрощения на этом этапе расчёта принять плотность воздуха при нормальных условиях ρ =1,225 кг/м³.

 

2. 1) Произведем расчет молярной массы, газовой постоянной и теплоемкостей рабочего тела.

В расчёте задаётся рабочее тело, состоящее из двух компонентов: воздух и продукты сгорания.

Найдем молярную массу смеси по формуле:

 

μ_СМ=∑r_iμ_i = r_В μ_В + r_nμ_n,

 

где μ_i – молярная масса компонентов смеси;

r_i – объемная доля компонентов смеси (воздух r_В, продукты сгорания r_n).

Известно, что μ_В = 28,95*10 ^–3 кг/моль, μ_n определяется в зависимости от вида топлива.

Найдем газовую постоянную смеси, используя константу универсальной газовой постоянной ():

 

R_СМ = .

 

Для расчета теплоемкостей примем показатель адиабаты равным k=1,4 для многоатомных газов.

 

, .

 

2) Рассчитаем параметры рабочего тела р, υ, Т во всех характерных точках цикла.

При расчетах получили p_а. По условию дано, в т. а: υ_a, (или Т_а)

Из уравнения состояния идеальных газов найдем T_a (или υ_a):

 

Т_a= , =

 

Точка a

Параметры: υ_а, p_а, Т_a.

Цикл Отто

a-c – адиабатный, dq =0, ds =0, n=k, c =0.

c-z – изохорный, υ =const, тогда n =±∞, c =c_υ.

z-b – адиабатный, dq =0, ds =0, n=k, c =0.

b-a – изохорный, υ =const, тогда n =±∞, c =c_υ.

 

Точка c (a-c – адиабатное сжатие)

 

.

 

.

 

.

 

Точка z (c-z – изохорный нагрев)

 

.

 

.

 

.

 

Точка b (z-b – адиабатное расширение, b-a – изохорное понижение давления, выброс отработанных газов)

 

.

 

.

 

.

 

Цикл Дизеля

a-c – адиабатный, dq =0, ds =0, n=k, c =0.

c-z – изобарный, p =const, тогда n = 0, c = c_p.

z-b – адиабатный, dq =0, ds =0, n=k, c =0.

b-a – изохорный, υ =const, тогда n =±∞, c =c_υ.

 

Точка c (a-c – адиабатное сжатие)

 

.

 

.

 

.

 

Точка z (c-z – изобарное расширение)

 

.

 

.

 

.

 

Точка b (z-b – адиабатное расширение, b-a – изохорное понижение давления, выброс отработанных газов)

 

.

 

.

 

.

Цикл Саботэ-Тринклера

a-c – адиабатный, dq =0, ds =0, n=k, c =0.

c-z – изохорный, υ =const, тогда n =±∞, c =c_υ.

z-z’ – изобарный, p =const, тогда n = 0, c = c_p.

z’-b – адиабатный, dq =0, ds =0, n=k, c =0.

b-a – изохорный, υ =const, тогда n =±∞, c =c_υ.

 

Точка c (a-c – адиабатное сжатие)

 

.

 

.

 

.

 

Точка z (c-z – изохорный подвод тепла, горение топлива)

 

.

 

.

.

 

Точка z’ (z-z’ – изобарное расширение, подвод тепла)

 

.

 

.

 

.

 

Точка b (z’-b – адиабатное расширение, b-a – изохорное понижение давления, выброс отработанных газов)

 

.

.

.

 

3) Рассчитаем значение теплоты q, работы l, изменения внутренней энергии Du, энтальпии Dh, энтропии Ds для всех процессов цикла.

 

а) Найдем теплоту процессов q:

q = 0 - процессы a-c, z-b адиабатные.

 

q _{p = const} = = c_p (T_z-T_c),

 

- для изобарных процессов.

 

q_{υ = const} = = c_υ (T_b-T_a),

 

- для изохорных процессов.

б) Найдем работу процессов l:

l= ,

 

- для адиабатных процессов.

 

l = p(υ_z- υ_c) = (T_z-T_c),

 

– для изобарных процессов.

 

l = 0 - для изохорных процессов.

 

в) Найдем изменение внутренней энергии идеального газа ∆ U:

∆U = u_c-u_a = = c_υ(T_c-T_a),

 

– для всех видов процессов идеального газа.

 

г) Найдем изменение энтальпии идеального газа ∆ h:

∆h =h_c-h_a = = c_p(T_c-T_a),

 

– для всех видов процессов идеального газа.

 

д) Найдем изменение энтропии идеального газа ∆ S:

∆ S = 0 – для адиабатных процессов.

 

∆S = c_Р ln ,

 

– для изобарных процессов.

 

∆S = c_υln ,

 

– для изохорных процессов.

 

4). Рассчитаем термический КПД h_t и среднее давление цикла p_t, термический КПД цикла Карно в том же интервале температур и определим теоретическую мощность двигателя.

Подведенное и отведенное количество теплоты в цикле:

 

,

 

для смешанного цикла:

 

,

.

 

Работа цикла:

 

l_Ц = .

 

Определим термический КПД цикла несколькими способами:

 

,

 

,

 

– для цикла с изохорным подводом теплоты,

 

,

 

– для цикла с изобарным подводом теплоты,

 

,

 

– для смешанного цикла,

 

Термический КПД идеального цикла Карно определяется как:

 

.

 

Среднее теоретическое давление цикла:

 

.

 

Найдем объемный расход рабочего тела:

 

V_РТ = V_h*n,

 

где n в об/с, V_h в м³.

Массовый расход рабочего тела определяется по формуле:

 

M_РТ= .

Тогда теоретическая мощность двигателя определяется как:

 

N_t = l_Ц*M_РТ (Вт).

 

или

 

N_t = p_t*V_РТ (Вт).

 

3. Найдем производительность насоса из условия, что в системе охлаждения от двигателя отводится теплота, равная половине его теоретической мощности:

 

Q=0,5N_t.

 

В радиаторе от охлаждающей жидкости отводится количество теплоты Q Вт.

Примем t_ОКР = t_aтм = 20 °C при нормальных условиях, тогда t” = t_окр + Δ t. По таблицам справочных данных найдем теплоемкость охлаждающей жидкости с.

В радиаторе температура охлаждающей жидкости изменяется с t_ДВ до t”.

 

Q=с* *(t_ДВ-t”),

 

.

 

,

 

тогда можем найти скорость теплоносителя по формуле (м/с):

 

.

 

Потребный напор будет равен:

 

= + = ,

 

где

 

,

 

– потери на трение,

 

,

 

– потери в местных сопротивлениях.

 

Мощность насоса определяется как:

 

N_НАС =N_НАС.Т/η_НАС= g*H_ПОТР / η_НАС.

 

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЗНАНИЙ

1. Как называется процесс, в котором подведенное к рабочему телу тепло численно равно изменению энтальпии?

a) адиабатный;

б) изохорный;

в) изотермический;

г) изобарный;

2. По изменению какой из приведенных ниже величин можно судить о том, что подводится теплота к рабочему телу или отводится от него?

а) энтальпия;

б) удельный объем;

в) энтропия;

г) внутренняя энергия.

3. По изменению какой из приведенных ниже величин можно определить знак работы?

а) внутренняя энергия;

б) энтропия;

в) температура;

г) давление.

4. Для процесса, протекающего при постоянном объеме показатель политропы:

а) равен 1;

б) равен 0;

в) равен k;

г) равен бесконечности;

5. Теплоемкость при изобарном процессе равна:

а) с_p;

б) 0;

в) c_υ;

г) ∞ (бесконечности);

6. Для адиабатного процесса первый закон термодинамики примет вид:

а) -du=dl;

б) dq=du:

в) dq=dl:

г) dq=du+dl;

7. Подвод теплоты в бензиновом двигателе:

а) проходит при р=const;

б) проходит при рυ^k=const;

в) проходит при υ=const;

г) проходит при dq=0;

8. Как связаны между собой теплота Q, работа L и изменение внутренней энергии ΔU термодинамической системы и как называется это зависимость?

а) Q=ΔU-L – уравнение конвективного теплообмена;

б) Q=ΔU+L – уравнение второго закона термодинамики;

в) Q=ΔU+L – уравнение первого закона термодинамики;

г) ΔU = Q +L – уравнение внутренней энергии.

9. Укажите какой процесс на диаграмме адиабатный?

а) 4-4;

б) 1-1;

в) 3-3;

г) 2-2;

10. В закрытом сосуде находится идеальный газ при избыточном давлении Р_1изб = 0,02 МПа и температуре 400˚С. До какой температуры (˚С) нужно его охладить, чтобы в сосуде устанавливалось разрежение Р_2вак = 0,03 МПа. Барометрическое (атмосферное) давление 0,1 МПа.

а) 176;

б) 120;

в) 233;

г) 267;

11. Укажите уравнение первого закона термодинамики для адиабатного процесса (для закрытой термодинамической системы)

а) dq = dh;

б) dq = du +υdр;

в) dq = dl;

г) -du =dl;

12. Какое из приведенных ниже соотношений определяет содержание второго закона термодинамики.

а) ;

б) ;

в) ;

г) .

13. Какой процесс на диаграмме характеризует всасывание рабочего тела в цилиндр?

а) 1'-1;

б) 2-2';

в) 1-2;

г) 2’’-1’’;

14. К газу в прямом круговом процессе (цикле) подведено 2500кДж теплоты. Термический КПД цикла равен 0,46. Найти работу, полученную за цикл.

а) 5435 кДж;

б) 1150кДж;

в) 0,000184 кДж;

г) 1500 кДж.

15. Для процесса, протекающего при постоянной температуре показатель политропы:

а) равен 1;

б) равен 0;

в) равен k;

г) равен бесконечности;

16. Как соотносятся между собой термический, внутренний и эффективный КПД ДВС:

а) η_t>η_i>η_е;

б) η_t<η_i<η_е;

в) η_t=η_i<η_е;

г) η_t>η_i=η_е;

17. Для изобарного процесса первый закон термодинамики примет вид:

а) -du=dl;

б) dq=du:

в) dq=dl:

г) dq=du+dl;

18. В адиабатном процессе:

а) вся подведенная теплота идет на совершение работы и изменение внутренней энергии;

б) вся подведенная теплота идет на совершение работы;

в) работа совершается за счет внутренней энергии;

г) вся подведенная энергия идет на изменение внутренней энергии;

19. Отвод теплоты в бензиновом двигателе:

а) проходит при р=const;

б) проходит при рυ^k=const;

в) проходит при υ=const;

г) проходит при dq=0;

20. При каких условиях термический КПД цикла теплового двигателя может быть равен единице?

а) T₂ = ∞ и T₁ = 0;

б) T₂ = T₁;

в) T₂ = 0 и T₁ = ∞;

г) T₂>T₁;

21. Воздух с начальной температурой 40˚С находится в цилиндре диаметром 0,4 м и занимающий объем 0,1 м³, нагревается до температуры 120˚С. Определить перемещение (м) поршня, считая нагрузку на него постоянной.

а) 0,21;

б) 1,59;

в) 0,85;

г) 1,2;

22. Цикл ДВС, изображенный на диаграмме это:

а) Цикл Дизеля;

б) Цикл Тринклера;

в) Цикл Отто;

г) Цикл Сабатэ;

23. В каком из процессов с идеальным газом теплоемкость бесконечно велика?

а) адиабатный процесс;

б) изотермический процесс;

в) политропный процесс, n >k;

г) изохорный процесс.

24. Каким законом устанавливается связь между парциальными давлениями компонентов смеси идеальных газов и ее общим давлением?

а) Авогадро;

б) Шарля;

в) Дальтона;

г) Гей –Люссака;

25. Какая формула выражает связь между индикаторным η_i, механическим η_мех и эффективным КПД η_е двигателем?

а) η_е = η_мех / η_i;

б) η_е = η_i / η_мех;

в) η_е = η_i × η_мех;

г) η_е = η_i - η_мех;

26. Единицей измерения универсальной газовой постоянной является:

а) Дж/кг;

б) Дж/К;

в) Дж/м³;

г) Дж/(кг К);

27. Как называются показатели, характеризующие степень совершенства рабочего цикла теплового двигателя с учетом тепловых и механических потерь?

а) индикаторными;

б) термодинамическими;

в) механическими;

г) эффективными.

28. Для процесса, протекающего при dq=0 (q-теплота) показатель политропы:

а) равен 1;

б) равен 0;

в) равен k;

г) равен бесконечности;

29. Какой цикл реализуется в дизельных ДВС:

а) цикл со смешанным подводом теплоты;

б) цикл при р=const;

в) цикл при υ=const;

г) цикл Карно;

30. Для изотермического процесса первый закон термодинамики примет вид:

а) -du=dl;

б) dq=du:

в) dq=dl:

г) dq=du+dl;

31. Теплоемкость при адиабатном процессе равна:

а) с_p;

б) 0;

в) c_υ;

г) ∞ (бесконечности);

32. В изобарном процессе:

а) вся подведенная теплота идет на совершение работа и изменение внутренней энергии

б) вся подведенная теплота идет на совершение работы;

в) работа совершается за счет внутренней энергии;

г) вся подведенная энергия идет на изменение внутренней энергии;

33. Единицей измерения энтропии является:

а) Дж/кг;

б) Дж/К;

в) Дж/м³;

г) Дж/(кг К);

34. Какому состоянию соответствует точка 2 (арабская цифра) на диаграмме?

а) Вода в состоянии насыщения;

б) Перегретый пар;

в) Пар в состоянии насыщения;

г) Влажный пар;

35. Смесительным называется теплообменник, у которого:

а) передача теплоты от одного теплоносителя к другому осуществляется через разделяющую их твердую стенку;

б) передача теплоты от одного теплоносителя к другому осуществляется их непосредственным соприкосновением;

в) горячий теплоноситель соприкасается с твердым телом и отдает ему теплоту, далее холодный теплоноситель соприкасается с твердым телом и воспринимает теплоту, аккумулированную твердым телом;

г) горячий теплоноситель взаимодействует с твердым телом и реагирует с теплотой, далее холодный теплоноситель соприкасается с твердым телом и воспринимает теплоту, аккумулированную твердым телом;

36. Что изучает "Техническая термодинамика"?

а) Основные законы передачи тепла в реальных физических условиях в различных теплотехнических устройствах;

б) Раздел физики, изучающий законы преобразования энергии и процессы перехода из одних форм в другие;

в) Основные законы превращения тепловой энергии и механической работы в различных тепловых машинах;

г) Основные законы движения идеальных и реальных жидкостей и газов;

37. Если в воздухе содержится максимально возможное количество водяных паров, то его называют:

а) Влажным воздухом;

б) Насыщенным воздухом;

в) Сухим воздухом;

г) Увлажненным воздухом;

38. По какому уравнению рассчитывается термический КПД прямого цикла (эффективность работы теплового двигателя)?

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

39. Теплоемкость при изотермическом процессе равна:

а) с_p;

б) 0;

в) c_υ;

г) ∞ (бесконечности);

40. Как называется такая схема движения теплоносителей?

а) Прямоток;

б) Противоток;

в) Перекрестная;

г) Смешанная;

41.