Идеальные циклы с двигателей с наддувом

В настоящее время на судах распространены установки, работающие по циклу с продолженным расширением и отводом теплоты при постоянном давлении P = const. Такой цикл осуществляется в установке состоящей из наддувочного компрессора, двигателя и газовой турбины, в которой происходит расширение продуктов сгорания, удаляемых из цилиндра двигателя с давлением выше атмосферного. При этом возможны два существенно различных случая осуществления рабочего цикла с продолженным расширением.

В первом случае турбина на выпуске работает при постепенно понижающемся в процессе расширения давлении отработавших газов, что практически может быть достигнуто при раздельном выпуске из каждого цилиндра непосредственно в турбину. При этом кинетическая энергия истечения выпускных газов из цилиндра используется на лопатках турбины.

Во втором случае перед турбиной поддерживается постоянное давление, что достигается наличием общего выпускного коллектора относительно большого объёма. В этом случае кинетическая энергия истечения из цилиндра в турбине непосредственно не используется. Однако, вследствие наличия трения и завихрений в выпускном коллекторе скорость выпускных газов падает и кинетическая энергия преобразовывается в тепловую, что повышает температуру газов перед турбиной.

1-й случай

Рис. 2.7 – Цикл с продолженным расширением при постепенно понижающемся давлении отработавших газов (импульсный наддув)

оа – адиабатное сжатие в надувочном компрессоре;

aac – адиабатное сжатие в цилиндре двигателя;

cyz - смешанный подвод теплоты;

zzb – адиабатное расширение в цилиндре двигателя;

bf – продолженное расширение: в цилиндре двигателя, в выпускном патрубке и на лопатках турбины;

fo – отвод теплоты при P = const, заменяющий процесс истечения газов из турбины в атмосферу.

В случае продолженного расширения σ = 1, тогда термодинамический КПД смешанного цикла с продолженным расширением

. (2.19)

Здесь, как и в простом смешанном цикле возможны два крайних случая. Если вся теплота подводится при V = const, то ρ = 1 и получим цикл быстрого сгорания с продолженным расширением. Причём турбина работает с использованием кинетической энергии выпуска. КПД такого цикла

. (2.20)

Если вся теплота подводится при Р = const, то λ = 1 и получим цикл постепенного сгорания с продолженным расширением. При этом турбина работает с использованием кинетической энергии выпуска. КПД такого цикла

. (2.21)

2-й случай

Рис. 2.8 – Цикл с продолженным расширением с постоянным давлением отработавших газов перед турбиной (изобарный наддув)

оа – адиабатное сжатие в надувочном компрессоре;

ac – адиабатное сжатие в цилиндре двигателя;

cyz - смешанный подвод теплоты;

zb – адиабатное расширение в цилиндре двигателя;

bа – процесс отвода теплоты при Р = const, заменяющий выпуск из цилиндра;

аr – сообщение того же количества теплоты турбине при P = const, следовательно bаr – процесс заменяющий собой выпуск из цилиндра в коллектор и смешение после истечения;

rf – адиабатное расширение в турбине;

fo – отвод теплоты при Р = const.

Рекомендуем также:

Расчет обеспеченности поезда тормозными средствами
Все поезда, отправляемые со станции, должны быть обеспеченны тормозами с гарантированным нажатием тормозных колодок в соответствии с нормативами по тормозам, утвержденным МПС. Потребное нажатие тормозных колодок для заданного поезда определяется по формуле ΣКр = ΣQ/100·N(10.1) где ...

Термохимия процесса сгорания
Основным процессом, происходящим в цилиндре дизеля, является горение распыленного жидкого топлива. Элементарный состав топлива можно записать С + Н + О + S = 1, где С – массовая доля в топливе углерода; H – массовая доля в топливе водорода; О – массовая доля в топливе кислорода; S – массовая ...

Разработка многоколодочного барабанного тормозного механизма
Многоколодочным называется тормоз с числом колодок больше двух, и числом разжимных механизмов не менее , где - число колодок. По сравнению с двухколодочными тормозными механизмами они имеют увеличенную нагрузочную способность, это вызвано большим суммарным углом обхвата тормозных накладок. Велич ...