Лекция № 13 Тема: циклы поршневых компрессоров, двс, гту.

На рисунке 13.1 в pv-диаграмме изображены процессы, протекающие в идеальном компрессоре. Линия 4-1 изображает процесс всасывания газа, 1-2 – процесс сжатия, 2-3 – процесс нагнетания. Диаграмма 1-2-3-4 называется теоретической индикаторной диаграммой.

Теоретическая работа компрессора зависит от процесса сжатия. Кривая 1-2 – процесс изотермического сжатия, 1-2” – адиабатного сжатия и 1-2’ – политропного сжатия.

Рисунок 13.1 - Теоретический цикл поршневого компрессора

При изотермическом сжатии теоретическая работа компрессора равна работе изотермического сжатия (23)

Работа, отнесённая к 1м³ всасываемого воздуха (24)

Работа для получения 1м³ сжатого воздуха (25)

Количество теплоты, которое должно быть отведено при изотермическом сжатии

или (26)

При адиабатном сжатии теоретическая работа компрессора в k раз больше работы адиабатного сжатия (27)

Работа, отнесённая к 1м³ всасываемого воздуха

(28)

Работа для получения 1м³ сжатого воздуха

(29)

При политропном сжатии теоретическая работа компрессора в m раз больше работы политропного сжатия (30)

Теоретическая мощность двигателя для привода компрессора

, Вт (кВТ) (31)

Теоретические циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания

а) цикл с подводом теплоты при постоянном объёме (цикл Отто) состоит из двух адиабат и двух изохор (рисунок 13.2). Характеристиками цикла являются степень сжатия ε и степень повышения давления λ.

Рисунок 13.2 – Цикл с подводом теплоты при постоянном объёме в PV-диаграмме и TS-диаграмме

Степень сжатия определяется по формуле

(1)

Степень повышения давления определяется по формуле

(2)

Количество подведённой теплоты определяется по формуле

(3)

Количество отведённой теплоты определяется по формуле

(4)

Работа цикла определяется по формуле

(5)

Термический к.п.д. цикла определяется по формуле

(6)

б) цикл с подводом теплоты при постоянном давлении ( цикл Дизеля) состоит из двух адиабат, одной изобары и одной изохоры (рисунок 13.3). Характеристиками цикла являются степень сжатия ε и степень предварительного расширения ρ.

Рисунок 13.3 – Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении в PV-диаграмме и TS-диаграмме

Степень сжатия определяется по формуле

(7)

Степень предварительного расширения давления определяется по формуле

(8)

Количество подведённой теплоты определяется по формуле

(9)

Количество отведённой теплоты (абсолютное значение) определяется по формуле

(10)

Работа цикла определяется по формуле

(11)

Термический к.п.д. цикла определяется по формуле

(12)

в) цикл с комбинированным подводом теплоты (цикл Тринклера) состоит из двух адиабат, двух изохор и одной изобары (рисунок 13.4).

Рисунок 13.4 – Цикл с комбинированным подводом теплоты PV-диаграмме и TS-диаграмме

Характеристиками цикла являются степень сжатия ε, степень повышения давления λ и степень предварительного расширения ρ.

Степень сжатия определяется по формуле (13)

Степень повышения давления определяется по формуле

(14)

Степень предварительного расширения давления определяется по формуле

(15)

Количество подведённой теплоты определяется по формуле

(16)

Количество отведённой теплоты (абсолютное значение) определяется по формуле

(17)

Термический к.п.д. цикла определяется по формуле

(18)

Во всех рассмотренных теоретических циклах внутреннего сгорания уравнения для определения количества подведённой и отведённой теплоты, термического к.п.д. даны для случая .