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:

Картер двигателя
Картер состоит из двух частей - верхней и нижней, Верхнюю часть картера отливают как одно целое с блоком цилиндров. Здесь устанавливают коленчатый и распределительный валы, а также другие узлы и детали двигателя. Нижняя половина картера предохраняет от загрязнения детали кривошипно-шатунного и газ ...

Бесчелюстная тележка
Это шкворневые трехосные тележки, имеющие индивидуальный привод каждой колесной пары от тягового электродвигателя, одноступенчатое рессорное подвешивание, опорно-осевую подвеску тягового электродвигателя и точечное опирание через четыре роликовые опоры рамы тепловоза на каждую тележку. Отличитель ...

Силы, действующие на шатунные шейки коленвала
Результирующую силу Rшш, нагруженную шатунную шейку, находят графическим сложением силы S, действующей по оси шатуна, с центробежной силой инерции вращающихся масс шатуна КRш: Вначале строят полярную диаграмму силы S, так как она является суммирующей двух сил К и Т: В прямоугольных координат ...