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 себестоимости единицы ремонта
Себестоимость – это количество средств затраченных на выпуск одной единицы ремонта. Себестоимость единицы ремонта определяется путем деления суммы всех эксплуатационных расходов на годовую программу ремонта по проектируемому отделению. , руб.; Где Сэкспл – сумма всех расходов (принята из таблицы ...

Состав и технические характеристики судовой энергетической установки
Судовая энергетическая установка состоит из комплекса оборудования (тепловых двигателей, механизмов, аппаратов, магистралей, систем), предназначенного для преобразования энергии топлива в механическую, электрическую и тепловую энергию и транспортировки её к потребителям. Указанные виды энергии обе ...

Построение внешней скоростной характеристики двигателя
Внешняя скоростная характеристика позволяет провести анализ и дать оценку мощностных, экономических и эксплуатационных показателей при работе двигателя с полной нагрузкой. При построение внешней скоростной характеристики двигателя используют результаты испытаний двигателя на специальных стендах, ...