Двигателей внутреннего сгорания
При рассмотрении теоретических циклов принимаются следующие допущения:
1. Циклы являются замкнутыми и протекают с постоянным количеством одного и того же идеального рабочего тела (газа). Следовательно, не учитываются процессы впуска и выпуска и обусловленные ими потери.
2. Процессы сжатия и расширения протекают без теплообмена с внешней средой, т.е. адиабатно. Теплоемкость газа на протяжении всего цикла считается постоянной.
3. В цилиндре двигателя не происходит сгорания топлива, а имеет место сообщения тепла извне и отдача его холодному источнику.
В настоящее время для поршневых двигателей внутреннего сгорания практическое значение имеют следующие теоретические циклы, различающиеся между собой характером процесса сообщения тепла рабочему телу:
1. Цикл с сообщением тепла при постоянном объеме. Этот способ сообщения тепла рабочему телу близок к характеру протекания процесса сгорания в двигателях с посторонним источником воспламенения.
2. Цикл с сообщением тепла как при постоянном объеме, так и при постоянном давлении. Такой цикл обычно называют смешанным. Этот способ сообщения тепла рабочему телу близок к характеру протекания процессов сгорания в двигателях с бескомпрессорным распыливанием топлива и его воспламенением за счет тепла сжатого воздуха.
3. Цикл с сообщением тепла при постоянном давлении. Этот цикл соответствует протеканию процесса сгорания в двигателях с распыливанием топлива сжатым воздухом. Двигатели с таким циклом в настоящее время не строят.
На рис.7 представлен обобщенный теоретический цикл. Цикл состоит из адиабатного сжатия а – с, смешанного сообщения тепла рабочему телу при V= const (cz')и p=const (z'z),адиабатного расширения zbи смешанного отвода тепла при V=const (bf)и р=const (fa).
|
Введем следующие обозначения:
Va/Vc=ε— степень сжатия;
VZ/VC=Р— степень предварительного расширения;
Vb/Vz =δ — степень последующего расширения;
p/pc = λ— степень повышения давления;
cp/cv = κ — показатель адиабаты.
Термический к.п.д., характеризующий степень совершенства превращения сообщенного тепла в механическую работу,
Количество сообщенного тепла в цикле [дж/кг]
а количество отведенного тепла [дж/кг]
Подставляя значения для Q1и Q2в формулу для получим
Выразим температуры в характерных точках цикла через начальную температуру Таи параметры цикла:
;
;
;
.
| |||
|
Рис. 8 Цикл с сообщением тепла при постоянном объёме.
Выражение термического к.п.д. цикла со мешанным сообщением тепла (при V= const и p=const ) и отводом тепла (при V= const)
Можно показать, что термический к.п.д. смешанного цикла повышается при увеличении λ, ε и k, а при увеличении Р понижается.
В цикле с сообщением тепла при V = const (рис.8 )отсутствуют процессы при р = const, а поэтому р =1 и ε =8. Подставив в формулу эти значения, получим выражение термического к.п д. цикла с сообщением тепла при V=const
В цикле с сообщением тепла при р = const (рис. 9)
отсутствует сообщение тепла при постоянном объеме и отвод тепла при постоянном давлении, поэтому λ = 1и ε = δр. Подставив в формулу эти значения, получим выражение термического к.п.д. цикла с подводом тепла при р = const:
|
| |||
Рис.9 Циклы с сообщением тепла
при р = const.
Экономичность этого цикла зависит от ε, k и σ, повышаясь с увеличением ε и k, а также с уменьшением σ.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 419;