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:

Обоснование способа и средств выполнения погрузочно-разгрузочных работ
Погрузка щебня выполняется с помощью ковшового погрузчика Амкодор 371. Проверим подходит ли данный механизм для условий данного проекта с этой целью определяем расчетное время погрузки: где К - коэффициент, учитывающий маневрирование, оформление документов - коэффициент использования грузопод ...

Расчет искусственного освещения слесарно-механического участка
Искусственное освещение необходимо для ведения работ в тёмное время суток и в местах с недостаточным естественным освещением. Оно осуществляется применением светильников с лампами накаливания. Произведем расчет искусственного освещения механического участка. Расчёт произведён по методу светового ...

Определение продольных уклонов
Наибольший продольный уклон, преодолеваемый автомобилем, определяется из условия его движения на подъем на III передаче. При этом принимается допущение, что движение автомобиля происходит с равномерной (расчетной) скоростью. Наибольший продольный уклон при этих условиях: , (3) гдеДmax – динамиче ...