Обобщённый идеальный цикл поршневых двигателей и термодинамический КПД различных циклов

Статьи » Судовые двигатели внутреннего сгорания » Обобщённый идеальный цикл поршневых двигателей и термодинамический КПД различных циклов

Страница 1

ДВС, как и другие тепловые двигатели, предназначен для преобразования в механическую работу тепловой энергии выделяющейся при сгорании топлива.

Согласно второму закону термодинамики невозможно создать такой двигатель, который бы полностью превращал тепловую энергию в механическую. Для того, чтобы можно было осуществить такой процесс преобразования энергии, необходимо часть подводимого тепла отдавать холодному телу.

Кроме неизбежного отвода теплоты, определяемого выбранным циклом, при работе всякого теплового двигателя возникают дополнительные потери энергии вследствие несовершенства рабочего вещества и охлаждением стенок рабочей полости, в которой происходит догорание топлива, а также потери на зарядку и очистку цилиндра и на трение трущихся деталей. Величина этих потерь определяется совершенством реального двигателя и его рабочего цикла. Все эти дополнительные потери при рассмотрении идеальных циклов во внимание не принимаются.

Таким образом, под идеальным циклом подразумевается упрощённая термодинамическая схема рабочего цикла двигателя, не имеющая каких–либо потерь энергии кроме неизбежной отдачи теплоты холодному телу.

Изучение идеальных циклов даёт возможность установить предел использования теплоты в том или другом двигателе, сравнить между собой экономичность различных циклов и выявить пути дальнейшего совершенствования тепловых двигателей.

При рассмотрении идеальных циклов делаются следующие допущения:

1) Предполагается, что цикл осуществляется постоянным количеством идеального газа неизменного химического состава и постоянной теплоёмкости.

2) Предполагается, что процессы сжатия и расширения протекают без теплообмена с окружающей средой, т.е. адиабатно.

3) Сгорание топлива и удаление продуктов сгорания заменяется условными процессами подвода и отвода теплоты протекающими при V = const или р = const.

Цикл состоит из следующих процессов: – адиабатного сжатия ас;

– смешанного подвода теплоты частью по изохоре су, частью по изобаре yz;

– адиабатного расширения zb;

– смешанного отвода теплоты частью по изохоре bf, частью по изобаре fa.

Рис. 2.1 – Схема обобщённого идеального цикла

Параметры, характеризующие идеальный цикл:

– степень сжатия ;

– степень повышения давления при сгорании ;

– степень предварительного расширения – отношение объёма в конце расширения к объёму в конце сжатия;

– степень последующего расширения – отношение объёма в конце расширения к объёму в конце подвода теплоты;

– характеристика способа отвода теплоты .

Теплоиспользование в идеальном цикле характеризуется значением термодинамического КПД ηt, который собой отношение теплоты, преобразованной в полезную работу ко всей теплоте, подведённой в цикле

. (2.1)

Выразим количество подведённой теплоты и отведённой теплоты в цикле через температуры в характерных точках цикла и соответствующие теплоёмкости процессов

Q1 = cv(Ty – Tc) + cp(Tz – Ty), (2.2)

Q2 = cv(Tb – Tf) + cp(Tf – Ta). (2.3)

Тогда выражение для термодинамического КПД можно записать

, (2.4)

Разделим числитель и знаменатель на сv и зная, что – показатель адиабаты получим

. (2.5)

Страницы: 1 2

Рекомендуем также:

Расчет и выбор крепления груза
Расчет геометрических параметров и соотношений элементов растяжек Таблица 3 Расчет геометрических размеров растяжек Размер Значение Растяжка 1 Растяжка 2 ОС,мм 535 535 CD,мм 2490 3950 OD= 2547 3986 OA 2150 (c учетом высоты бруска,т.е.+1 ...

Список патентного поиска по конструкции одноковшовых экскаваторов
Полный список патентного поиска по конструкции одноковшовых экскаваторов приведен в таблице 2.4. Таблица 2.4 – Полный список патентного поиска Операции Объекты Подкласс МКИ Резание Сменное навесное оборудование к экскаватору Е 02 F 3/32 (№153695) Рабочее оборудование од ...

Функциональная схема размещения блоков БМРЦ
Таблица 1 «Типы исполнительных блоков БМРЦ» Тип блока Назначение 1 2 ВД Управление входным, а также совместно с блоками типа: В I, В II, В III – выходным поездным светофором. В I Управление выходным поездным, совмещенным с маневровым; светофором, при трехзначной сигн ...

Навигация

Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.transportpart.ru