Двигатели на идеальном газе.
1)Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) различают 3 разновидности двигателей, которые отличаются процессом, во время которого подводится теплота.
ДВСv Цикл Отто
(1-2) – адиабатное сжатие топливно-воздушной смеси.
L1-2
=
(2-3) – изохорное сгорание горючей смеси.
L2-3=0
Q2-3 = Cv(T3 – T4)
(3-4)-полезное расширение продуктов сгорания по адиабате.
Q3-4=0
L3-4
=
(4-1)- изохорный выхлоп в атмосферу.
L4-1=0
Q4-1=CU(T1-T4)
t
=
=
2) ДВСp Дизель
(1-2)- адиабатное сжатие воздуха
Q1-2=0
L1-2
=
(2-3)- изоборное сжигание топлива
Q2-3=Cp(T3-T2)
L2-3=P2(V3-V2)
(3-4)- адиабатное расширение продуктов сгорания
Q3-4=0
L3-4
=
(4-1)- изохорный выхлоп в атмосферу
Q4-1=Cv(T1-T4)
L4-1=0
=
3)ДВСpv Тринклер
(1-2) – адиабатное сжигание
(2-2') – изохорное горение Q1'
(2’-3) – изоборное догорание топлива Q1’’
(3-4) – адиабатное расширение под поршнем
(4-1)- изохорный выхлоп
=
Газотурбинные установки.
ГТУv – в этой установке сжигание топлива происходит в замкнутой камере сгорания, то есть в изохорном процессе.
(1-2) –сжигание воздуха в компрессоре адиабатно
Q1-2=0
L1-2
=
(2-3)- изохорное сжигание топлива
Q2-3=CV(T3-T2)
L2-3=0
(3-4)- адиабатное расширение продуктов сгорания в газовой турбине
Q3-4=0
L3-4
=
(4-1) – изобаpный выхлоп в атмосферу
Q4-1=CP(T1-T4)
L4-1=P4(V1-V4)
=
Недостаток этой установки состоит в пульсирующей подаче раб. тела на турбину, а значит повышается вибрация.
ГТУр газотурбинная установка с подводом теплоты при изобарном сжигании.
(1-2) – адиабатное сжатие в осевом компрессоре.
(2-3) – изобарное сгорание топлива в камере сгорания.
(3-4) – адиабатное расширение продуктов сгорания в турбине.
(4-1) – изобарный выхлоп продуктов сгорания в атмосферу.
Атмосферный воздух в осевом компрессоре сжимается до 3,5 атм. и подается в камеру сгорания. В ней образуется топливно-воздушная смесь, продукты сгорания от которой подаются в газовую турбину. Турбина вращается и приводит во вращение не только нагреватель магистрального газа, но и осевой компрессор, и главный масляный насос.
В
регенераторе нагрев воздух перед подачей
на горение, а далее в котле утилизаторе
нагревают сетевую воду для отопления
пром. площадки. Сгорание здесь происходит
изобарно, так как камера сгорания не
перекрывается, а топливный газ горит в
потоке. Чтобы температура пламени сбить
от 1500 до 700С, как требуется, в топку по
периметру дополнительно подмешивают
атмосферный воздух, поэтому коэффициент
избытка воздуха ≈ 4÷ 6, тогда как 
≈ 1,1 ÷ 1,15
=
- определяется по стехиометрическим
уравнениям химических реакций окисления
горючих элементов.
природный газ: 10
попутный
газ: 80 
Реальные газы. Водяной пар.
Водяной пар в ПТУ не является идеальной средой, потому что там, где высокая температура и давление высокое, а там, где давление низкое и температура низкая, поэтому уравнение Менделеева-Клайперона приводит к неверным результатам. Есть другие уравнения на его основе, например:
(Р+а)(V+b)=RгТ
Это уравнение и другие подобные дают точный результат лишь в ограниченной области по давлению. А более точные уравнения становятся громоздкими и неудобными в применении, поэтому вод. Пар. Весь представлен в таблицах водяного пара.
P-V диаграмма водяного пара.
В промышленном оборудовании перегретый пар образуется в парогенераторах по изобарному процессу.
Например, возьмем 1 кг. воды при 0С и начнем ее нагревать – на диаграмме это Т.а1. При нагревании температура воды будет расти пока не достигнет температуры насыщения – tн –температура начала кипения. На диаграмме это т.В1.
Если воду продолжать греть дальше, то количество пара будет увеличиваться, количество воды будет уменьшаться, а температура будет постоянна – tн, так как вся подвидимая теплота будет тратиться на изменение агрегатного состояния воды, перевод ее в пар. Такая смесь пара и воды при tн называется влажный насыщенный пар.
Характеристикой его состава является степень сухости Х.
Х
= 
mn- масса пара
mв – масса воды
Это массовая доля пара в смеси «пар+вода». В Т.С1 испаряется последняя капля воды, такой пар называется сухой насыщенный.
Определение: Количество теплоты необходимое на перевод 1 кг. кипящей воды в сухой насыщенный пар называется теплотой парообразования.
Если рабочее тело продолжать нагревать, то получим перегретый пар.
М-тройная
Рм=4,6 мм рт.ст.
tМ= 0,01 0С
т.М характерна тем, что в ней и ниже ее по диаграмме в термодинамическом равновесии одновременно существует 3 состояния – лед, кипящая вода, пар.
К- критическая точка
Ркр =22,1 МПа
Tкр = 374 0С
Т.К характерна тем, что в ней и выше по диаграмме теплота парообразования Р=0. Это значит, что при работе на сверхкритических параметрах получаем экономию теплоты, а значит и исходного топлива.
h-S диаграмма
h – энтальпия кДж/кг.
S – энтропия кДж/кг к
Процессы водяного пара.
Различают следующие термодинамические процессы
1) изохорный
2)изобарный
3)изотермический
4) адиабатный
На практике в обор-ии применяются изобарный и адиабатный процессы.
Изобарный – в парогенераторах, при получении пара. Адиабатный – в паровых турбинах.
1) изобарный
= h2
–
h1
p
=
p
(V2-V1)
p
=
qp
- Lp
2) адиабатный
qa=0
La = -∆Ua
(
)
- (
)