Частные случаи идеального цикла

В зависимости от условий осуществления цикла, параметры, характеризующие способ подвода и отвода теплоты могут принимать частные значения, соответствующие частным случаям обобщённого цикла.

1-й частный случай. Цикл относится к поршневому двигателю с выпуском в атмосферу, тогда Vb = Va.

Рис. 2.2 – Цикл смешанного горения

Для температуры конца расширения Тb было получено следующее выражение (см. формулу 2.9)

. (2.12)

Но при Vb = Va отвод теплоты идёт только по изохоре. Поэтому получим

. (2.13)

То есть

. (2.14)

Возведём обе части выражения (1.13) в степень k

σk = λρkσk-1,

и решая относительно σ найдём

σ = λρk. (2.15)

Подставив полученное выражения для σ в формулу (2.11) получим выражение для термодинамического КПД цикла со смешанным подводом теплоты и от отводом теплоты при постоянном объёме

. (2.16)

При постоянном количестве теплоты, подводимой в смешанном цикле соотношение между количеством теплоты, подведенной при V = const и P = cost может быть разнообразным. При этом крайними случаями будут такие, когда вся теплота подводится только по изохоре или только по изобаре.

2-й частный случай. Вся теплота подводится только по изохоре – цикл быстрого сгорания.

Рис. 2.3 – Цикл с изохорным горением

В этом случае ρ = 1. Подставив значение ρ = 1 в формулу (2.16) получим

. (2.17)

Таким образом, теплоиспользование в идеальном цикле быстрого сгорания зависит только от ε и k, возрастая с их увеличением.

Степень повышения давления при сгорании λ не входит в формулу (2.17). В то же время значение λ зависит от количества подводимой теплоты в цикле или в реальных условиях – от нагрузки двигателя.

Следовательно, для цикла с подводом теплоты при V = const нагрузка не влияет на значение термодинамического КПД.

По такому циклу работают карбюраторные двигатели, газовые двигатели, калоризаторные двигатели.

3-й частный случай. Вся теплота подводится только по изобаре – цикл постепенного сгорания.

Рис. 2.4 – Цикл с изобарным горением

В цикле постепенного сгорания Pz = Pc и λ = 1. Подставив значение ρ = 1 в формулу (2.16) получим

. (2.18)

Из формулы (2.18) видно, что термодинамический КПД цикла постепенного сгорания зависит от ε, k и ρ. Значение ρ определяется количеством теплоты подводимой в цикле или в реальных условиях – нагрузкой двигателя. При увеличении ρ числитель дроби растёт быстрее знаменателя, так как ρ > 1, следовательно ηt уменьшается. Таким образом, при увеличении нагрузки термодинамический КПД цикла постепенного сгорания падает.

По такому циклу работают компрессорные двигатели.

Рекомендуем также:

Обобщённый идеальный цикл поршневых двигателей и термодинамический КПД различных циклов
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 ...

Условия эксплуатации
Автосцепное устройство используются в сложных условиях эксплуатации: различных температурных режимах (от -500С до +600С); различных режимах атмосферного давления и влажности; различной интенсивностью использования и простоя вагона; и т.д. Виды трения и изнашивания взаимодействующих поверхностей с ...

Управление судном при прохождении шлюзов
Движение по водохранилищам сопряжено с необходимостью шлюзования. Управление судном в подходном канале шлюза и в самом шлюзе имеет свои особенности, связанные с резким увеличением стесненности живого сечения подходного канала и шлюза корпусом судна. Движение судна при проходе через шлюз можно раз ...