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:

Крепление двигателя на раме
Несмотря на хорошую уравновешенность современных автомобильных двигателей, во время их работы все же возникают вибрации, которые не должны передаваться на раму. Поэтому крепление (подвеска) двигателя должно быть таким, чтобы уменьшить передачу вибраций на раму автомобиля и предотвратить появление ...

Техническая характеристика работы сортировочной станции
На сортировочных станциях распределяют вагоны по пунктам назначения и формируют из этих вагонов поезда следующий на дальние расстояния без переработки пути. Сортировочные станции бывают: 1. односторонние – имеют одну систему сортировочных устройств для переработки вагонов. 2. двусторонние – имею ...

Решение тяговой задачи
Общие положения Одним из главных назначений решения тяговой задачи является: – установление связей между величинами, характеризующими движение поездов – скоростью движения , временем движения по участку или перегону и пройденным путем ; – определение энергетических показателей работы электропо ...