Найти давление и температуру газа в цилиндрах после сжатия

Разложим по полочкам — Компрессия, Степень сжатия, Давление конца такта сжатия

Найти давление и температуру газа в цилиндрах после сжатия

Судя по м, от которых у меня поначалу прилично бомбануло, у людей в голове полный технический хаос. И, несмотря на то, что абсолютное большинство из них это устраивает, я все-таки продолжу писать для тех немногих, кто все же чему-то хочет научиться.

Итак. Начнем, пожалуй, с простейших базовых вещей, таких как компрессия, степень сжатия и давление в ВМТ.

Эти три понятия люди почему то постоянно путают и часто я вижу ситуацию когда мужики сравнивают показания своего компрессометра, снятые на холодном моторе с подсаженным АКБ и закрытой дроссельной с графой «степень сжатия» в мануале к своей машине. И, представьте себе, даже умудряются сделать какие то далеко идущие выводы.

Компрессия — максимально достигаемое давление в цилиндре. Измеряется на прогретом двигателе с полностью открытой дроссельной заслонкой, всеми вывернутыми свечами и полностью заряженным аккумулятором. В идеале — аккумулятор должен быть подключен к пускозарядному устройству, находящемуся в режиме поддержки.

Единица измерения — атмосферы, бары, PSI либо любые другие единицы измерения давления.

Так как давление именно максимально достижимое, то перед измерением нужно создать все условия для его достижения — прогреть двигатель для минимизации утечек через поршневые кольца и максимально открыть дроссельную заслонку для обеспечения полного наполнения цилиндра.

Так как если у вас воздух будет уходить через кольца то давление уже не будет максимальным, на которое способен мотор. Точно также и с открытым дросселем — если заслонкой перекрыть поток воздуха в цилиндр, то поршню нечего будет сжимать и, соответственно, опять не будет максимально достижимым.

Степень сжатия. Исключительно геометрическая величина. Не имеет единицы измерения. Обозначает отношение объема цилиндра с поршнем в нижней мертвой точке к объему цилиндра с поршнем в верхней мертвой точке. Иными словами — это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Еще проще — степень сжатия показывает во сколько раз сжимается горючая смесь в цилиндре.

Давление в ВМТ такта сжатия — измеряется компрессометром без ниппеля на заведенном моторе, либо при помощи датчика давления и мотортестера. Измеряется в любых единицах измерения давления и напрямую зависит от наполнения цилиндра. То есть от того насколько сильно открыта дроссельная заслонка. Для диагностики представляет интерес анализ этого параметра только на холостом ходе.

С терминологией вроде разобрались. Теперь перейдем к тому, что со всем этим багажом знаний и цифр делать.

Компрессия. Испокон веков для ее измерения применяется простейший прибор — компрессометр.

Для диагноста наибольшее значение имеет не столько абсолютное значение компрессии, которым так любят меряться соседи по гаражам, сколько динамика его нарастания и разница значений между цилиндрами испытываемого мотора.

Почему не очень интересно абсолютное давление?

Одна из причин — это то что несмотря на то, что компрессией принято называть максимально достигаемое давление в цилиндре, при классическом способе измерения на стартерной прокрутке оно таковым не является.

Если завести двигатель со вкрученным компрессометром и резко полностью открыть дроссель, то намерянные «максимальные» 10-12 бар при стартерной прокрутке внезапно превратятся в 15-18, а иногда и больше бар.

Я видел и разорванные давлением компрессометры, которые забыли выкрутить и завели мотор. Ни о каком воспламенении в цилиндре речь не идет — свечей то выкручены.

Почему так происходит? Вроде все то же самое, мотор крутится, дроссель открыт а показания иногда и в два раза отличаются. Все дело в том что если в цилиндре есть гипотетическое отверстие сечением 1кв.

мм, то при заданном перепаде давлений между цилиндром и атмосферой за единицу времени может пройти четко определенное количество воздуха. Это принцип работы жиклера во всем известном карбюраторе.

Если мы уменьшаем время существования перепада давлений (увеличиваем обороты двигателя) то времени становится меньше, соответственно и воздуха из цилиндра через эту неплотность уйдет меньше, а результирующее давление увеличится.

Именно по этой причине (ну есть еще несколько, описанных в предыдущих статьях)  «подсевшие» двигатели отвратительно работают на холостом ходе и малых оборотах, но на «тапке в пол» после того как раскрутятся, все еще неплохо едут.

Вторая причина — моторное масло, а точнее его количество на стенка цилиндра. При износе колец логично предположить что компрессия упадет. Но это не так до определенного предела.

Дело в том, что изношенные кольца оставляют больше масла на стенке цилиндра, которое, за счет своей вязкости и скоротечности протекающих процессов, выполняет роль прекрасного уплотнителя. Мотор будет пожирать масло, дыметь-коптить, но при том иметь очень неплохую динамику. Опять таки до определенных пределов.

Существует даже методика определения виновника потери компрессии. Обычно подозревают цлиндро-поршневую группу, прокладку ГБЦ либо клапанную группу.

Так вот, для того чтобы быстро исключить цилиндропоршневую группу достаточно в подозреваемый цилиндр налить через свечное отверстие несколько миллилитров моторного масла.

Помните о том, что масло несжимаемо, то есть ведрами его туда лить не рекомендуется, иначе неизбежен гидроудар.

Так вот, если после добавления масла компрессия увеличивается — это практически стопроцентный приговор цилиндропоршневой группе.

С быстрой диагностикой клапанной группы без некоторого специализированного оборудования могут возникнуть проблемы.

Таким образом мы видим, что компрессия — сильно неоднозначный параметр. Как и любой параметр — его важно не только правильно измерить, но еще и правильно интерпретировать.

Давление ВМТ такта сжатия.

Анализ этого параметра и его динамики в последнее время набирает заслуженную популярность в связи с появлением у диагностов мотортестеров со специализированными датчиками.

Что может дать такой анализ? Очень много для диагноста, а для клиента — подробный осмотр мотора за очень небольшое время, и, что важно, наглядно. По времени это занимает — выкрутить свечу, закрутить датчик, 30 секунд замер ну и обратные операции.

Примем условно — 5 минут с запасом, а вы теперь оцените сколько информации можно получить о моторе за это время: оценка наличия подсосов во впускном тракте, реальный угол опережения зажигания, пневматические потери в цилиндре (те самые утечки), корректность установки распредвалов, противодавление выхлопных газов (пора катализатор вырезать или еще нет). И это все за пять минут. Вот до чего техника дошла. И, как и в любой другой сфере — техники мало, нужно уметь интерпретировать полученные графики, что требует знаний конструкции двигателя и сути и взаимосвязей протекающих в нем процессов.

Именно для того чтобы вы понимали что происходит в вашем моторе я и пишу эти статьи, начиная от элементарных базовых понятий, до более глубоких исследований реальных моторов в будущем.

Источник: https://pikabu.ru/story/razlozhim_po_polochkam__kompressiya_stepen_szhatiya_davlenie_kontsa_takta_szhatiya_4966685

Контрольные задания. 131.При адиабатическом сжатии давление воздуха было увеличено от кПа до МПа

Найти давление и температуру газа в цилиндрах после сжатия

131.При адиабатическом сжатии давление воздуха было увеличено от кПа до МПа. Затем при неизменном объеме температура воздуха была понижена до первоначальной. Определить давление газа в конце процесса. Построить график в -координатах.

132.Объем водорода при изотермическом расширении увеличился в раза. Определить работу A, совершенную газом и теплоту Q, полученную им при этом. Масса водорода , температура 17°С.

133.Двухатомный газ занимает объем л при давлении кПа. Газ сжимается адиабатически до некоторого объема и давления . Затем он охлаждается при до первоначальной температуры, причем его давление становится равным кПа. Начертить график этого процесса. Найти объем и давление .

134.Газ расширяется адиабатически так, что его давление падает от кПа до кПа. Затем он нагревается при постоянном объеме до первоначальной температуры, причем его давление становится равным . Найти отношение для этого газа. Начертить график этого процесса.

135.Масса кислорода, находящегося при нормальных условиях, сжимается до объема л. Найти давление и температуру кислорода после сжатия, если кислород сжимается: а) изотермически; б) адиабатически. Найти работу A сжатия в каждом из этих случаев.

136.Масса г азота, находящегося при температуре С и давлении кПа, сжимается до объема л. Найти температуру и давление азота после сжатия, если азот сжимается: а) изотермически; б) адиабатически. Найти работу A сжатия в каждом из этих случаев.

137.Во сколько раз увеличится объем кислорода, содержащий количество вещества моль при изотермическом расширении, если при этом газ получит теплоту ? Температура кислорода .

138.В баллоне при температуре К и давлении МПа находится кислород. Определить температуру и давление кислорода после того, как из баллона будет очень быстро выпущена половина газа.

139.В цилиндрах карбюраторного двигателя внутреннего сгорания газ сжимается адиабатически до . Начальное давление кПа, начальная температура С. Найти давление и температуру газа в цилиндрах после сжатия. Показатель адиабаты g = 1,30.

140.В цилиндрах карбюраторного двигателя внутреннего сгорания газ сжимается адиабатически так, что после сжатия температура газа становится равной С. Начальная температура газа С. Степень сжатия . Найти показатель адиабаты g.

141.Газ сначала был нагрет изобарически так, что объем увеличился в 4 раза, затем изохорически охлажден так, что давление уменьшилось в 4 раза. Определить изменение энтропии для одного киломоля газа.

142.Смешивают два разнородных инертных газа объемами л и л, имеющих одинаковую температуру К и давление кПа. Найти происходящее при этом изменение энтропии.

143.В г воды при С опустили лед массой г при С. Вычислить изменение энтропии в момент установления теплового равновесия.

144.Вычислить изменение энтропии при превращении m = 150г воды, взятой при С, в пар при С.

145.При нагревании количества кмоль двухатомного газа его термодинамическая температура увеличивается от до . Найти изменение энтропии, если нагревание происходит: а) изохорически; б) изобарически.

146.Массу расплавленного свинца при температуре плавления вылили на лед ( ). Найти изменение энтропии при этом процессе.

147.Найти изменение энтропии при переходе массы г кислорода от объема л при температуре С к объему л при температуре С.

148.В результате нагревания г азота его термодинамическая температура увеличилась от до , а энтропия увеличилась на . При каких условиях производилось нагревание азота (при постоянном объеме или при постоянном давлении)?

149.Объем м3 криптона, находящегося при температуре С и давлении кПа, изотермически расширяется от объема до объема . Найти изменение энтропии при этом процессе.

150.Найти изменение энтропии при переходе массы водорода от объема л под давлением кПа к объему л под давлением кПа.

151.Найти количество азота, прошедшего вследствие диффузии через площадку S = 100 за t = 10 с, если градиент плотности в направлении, перпендикулярном к площадке, равен dρ/dr = 1,26 . Температура азота t = 27°С; средняя длина свободного пробега молекул азота = 1,00· см.

152.Найти среднюю длину свободного пробега молекул гелия при температуре t = 0°С и давлении p = 760 мм рт.ст., если при этих условиях коэффициент внутреннего трения (динамическая вязкость) для него равен г/(см·с).

153.Найти коэффициент η внутреннего трения азота при нормальных условиях, если коэффициент диффузии для него при этих условиях равен D = 0,142 .

154.Найти диаметр молекулы кислорода, если известно, что для кислорода коэффициент внутреннего трения при t = 0°С равен .

155.Построить график зависимости коэффициента внутреннего трения азота от температуры в интервале через 100°.

156.Найти коэффициент диффузии и коэффициент внутреннего трения воздуха при давлении p = 760 мм рт.ст. и температуре t = 10°С. Диаметр молекулы воздуха принять равным d = м.

157.Во сколько раз коэффициент внутреннего трения кислорода больше коэффициента внутреннего трения азота? Температура газов одинакова.

158.Коэффициенты диффузии и внутреннего трения водорода при некоторых условиях равны соответственно см2/с и (Н·с)/м2. Найти число N молекул водорода в 1,00 при этих условиях.

159.Найти коэффициент теплопроводности водорода, если известно, что коэффициент внутреннего трения для него при этих условиях равен (Н·с)/м2.

160.Расстояние между стенками дьюаровского сосуда равно l = 8,0 мм. При каком давлении теплопроводность воздуха, находящегося между стенками дьюаровского сосуда, начнет уменьшаться при откачке? Температура воздуха t = 17°С, диаметр молекулы воздуха принять равным d = мм.

161.В сосуде объемом V = 10 л находится m = 0,25 кг азота при температуре t = 27°С. 1) Какую часть давления газа составляет давление, обусловленное силами взаимодействия молекул? 2) Какую часть объема сосуда составляет собственный объем молекул?

162.Некоторый газ в количестве ν = 0,500 кмоля занимает объем м3. При расширении газа до объема м3 была совершена работа против сил взаимодействия молекул, равная А = 580 Дж. Найти для этого газа постоянную a, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса.

163.Азот массой 20 кг адиабатически расширяется в пустоту от м3 до м3. Найти понижение температуры при этом расширении, считая известной для азота постоянную а, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса.

164.Трехатомный газ в количестве ν = 0,500 кмоля адиабатически расширяется в пустоту от м3 до м3. Температура газа при этом понижается на ΔT = 12,2°. Найти из этих данных постоянную а, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса.

165.1) Какое давление надо создать, чтобы углекислый газ превратить в жидкую углекислоту при температуре: а) t1 = 31°С; б) t2 = 50°С? 2) Какой наибольший объем Vmax может занимать m = 1,0 кг жидкой углекислоты? 3) Какова наибольшая упругость насыщенных паров жидкой углекислоты?

166.Найти плотность водяных паров при критическом состоянии, считая известной для них постоянную b, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса.

167.Найти плотность гелия в критическом состоянии, считая известными для гелия значения критических величин и .

168.Кислород в количестве 1,00 кмоль занимает объем м3 при давлении p = 920 атм. Найти температуру T газа, пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса в приведенных величинах.

169.Гелий в количестве 1,00 кмоль занимает объем при температуре . Найти давление газа, пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса в приведенных величинах.

170.Найти, во сколько раз давление газа больше его критического давления, если известно, что его объем и температура вдвое больше критических значений этих величин.

1) Помимо классической статистики, существуют статистики квантовые Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/4_100389_primeri-resheniya-zadach.html

Biz-books
Добавить комментарий