Вопросы для самопроверки

1. Назначение компрессоров.

2. Принцип действия поршневого компрессора и изображение работы компрессора в р-υ - диаграмме.

3. Какой процесс сжатия наиболее выгодный?

4. Можно ли получить газ высокого давления в одноступенчатом компрессоре?

5. Как определяется работа, затрачиваемая на привод компрессора?

6. Чем вызвано применение нескольких ступеней сжатия в многоступенчатом компрессоре?

7. Как определяется эффективная мощность, затрачиваемая на привод компрессора?

8. Как определяется внутренний относительный КПД компрессора?

9. Расчет отводимой теплоты при охлаждении компрессора.

2.9. Процессы компрессоров

Компрессор. Работа, затрачиваемая на привод компрессора. Изотермическое, адиабатное и политропное сжатие. Многоступенчатый компрессор. Оптимальное распределение давлений по ступеням. Изображение в p-v и T-s -диаграммах процессов в компрессорах для одно- и двухступенчатого сжатия. Определение эффективной мощности, затрачиваемой на привод компрессора и отводимой при охлаждении теплоты. Понятия эксергетического, внутреннего относительного, изотермического КПД компрессора.

2.10. Газовые циклы

Циклы двигателей внутреннего сгорания. Циклы с подводом тепла при постоянном давлении, при постоянном объеме, со смешанным подводом тепла. Сравнение циклов по термическому КПД. Зависимость термического КПД от средних температур подвода и отвода тепла. Расход тепла и топлива, эффективный КПД двигателя внутреннего сгорания.

Циклы газотурбинных двигателей и установок. Схема и цикл газотурбинной установки с подводом тепла при постоянном давлении. Термический КПД обратимого цикла. Действительный цикл газотурбинной установки и система КПД для оценки потерь в ней. Влияние степени повышения давления воздуха в компрессоре на термический КПД цикла, на эффективный КПД установки. Методы повышения КПД: применение регенерации тепла, многоступенчатого сжатия воздуха в компрессоре и ступенчатого расширения продуктов сгорания в турбине. Замкнутые циклы газотурбинных установок. Циклы воздушно - реактивный и ракетных двигателей.

Методические указания

При термодинамическом исследовании циклов ДВС делается допущение о применимости в качестве рабочего тела идеального газа с постоянной теплоемкостью, а также допущение о термодинамической обратимости процессов, составляющих цикл. В двигателях внутреннего сгорания осуществляются циклы с подводом теплоты при постоянном объеме, с подводом теплоты при постоянном давении и цикл со смешанным подводом теплоты. Необходимо уметь изобразить любой цикл в р-v и T-s -диаграммах, определить подведенную и отведенную теплоту, работу и термический КПД цикла. При сравнении тепловой экономичности рассматриваемых циклов при одинаковых степенях сжатия наиболее экономичным будет цикл с изохорным подводом теплоты. Если же сравнение тепловой экономичности производить при одинаковых максимальных давлениях, то максимальный КПД имеет цикл с изобарным подводом теплоты, а наименьший - цикл с изохорным подводом теплоты.

При изучении циклов газотурбинных установок обратить внимание на преимущества их перед поршневыми ДВС. Необходимо разобраться в принципе работы газотурбинных установок, знать схемы установок, уметь анализировать их работу, используя диаграммы p-υ и T-s.

Уметь вычислить термический КПД обратимого цикла, внутренний КПД действительного цикла; эффективный КПД газотурбинной установки. Обратить внимание на физический смысл этих КПД. Помнить, что термический коэффициент полезного действия повышается за счет введения регенерации теплоты, ступенчатого сжатия и ступенчатого подвода теплоты. [1, с. 264-285; с. 252-258].