27. Цикл двс со смешанным подводом теплоты(изохорно-изобарный цикл),его термодинамический кпд.

Одним из недостатков двигателей, в которых применяется цикл с подводом теплоты при постоянном давлении, является необходимость использования компрессора, применяемого для подачи топлива. Наличие компрессора усложняет конструкцию и уменьшает экономичность двигателя, т.к. на его работу затрачивается 6-10 % от общей мощности двигателя.

С целью упрощения конструкции и увеличения экономичности двигателя русский инженер Г.В.Тринклер разработал проект бескомпрессорного двигателя высокого сжатия. Этот двигатель лишен недостатков рассмотренных выше двух типов двигателей. Основное его отличие в том, что жидкое топливо с помощью топливного насоса подается через форсунку в головку цилиндра, где оно воспламеняется и горит вначале при постоянном объеме, а потом при постоянном давлении. На рис. 4 представлен идеальный цикл двигателя со смешанным подводом теплоты в pv - координатах.

В адиабатном процессе 1-2 рабочее тело сжимается до параметров в точке 2. В изохорном процессе 2-3 к нему подводится первая доля теплоты q1 штрих , а в изобарном процессе 3-4 - вторая - q1 два штриха. В процессе 4-5 происходит адиабатное расширение рабочего тела и по изохоре 5-1 оно возвращается в исходное состояние с отводом теплоты q2 в теплоприемник.

Термический кпд цикла будет:

28. Сравнение эффективности циклов двс

Результаты исследований показывают, что при одинаковых степенях сжатия наиболее экономичен цикл с подводом теплоты при постоянном объеме, так как в этом случае подвод теплоты осуществляется при наиболее высокой температуре и сообщенная рабочему телу теплота обладает наибольшей работоспособностью.

При одинаковых степенях сжатия увеличение А в цикле с подводом теплоты при постоянном объеме приведет к росту максимального давления цикла, а в цикле Дизеля этого не произойдет, так как А = 1. Однако прирост максимального давления сопровождается большими нагрузками на детали кривошипно-шатунного механизма, что вызывает увеличение сил трения в механизме. Следовательно, увеличение А, а вместе с ним и работы в цикле с подводом теплоты при постоянном объеме не всегда компенсируется более высоким цикла.

Преимуществом циклов с подводом теплоты при постоянном давлении и со смешанным подводом теплоты являются более высокие степени сжатия. Поэтому циклы поршневых ДВС целесообразно сравнивать при одинаковых максимальных давлениях и одинаковых количествах подведенной теплоты. В этом случае цикл Дизеля будет обладать более высоким термическим КПД по сравнению с циклом Отто.

Так как смешанный цикл и цикл с подводом теплоты при постоянном давлении осуществляются с одинаковыми степенями сжатия, а максимальное давление у смешанного цикла оказывается больше (так как А > 1), то и термический КПД смешанного цикла оказывается более высоким.

29. Цикл ГТУ с подводом тепла при Р = const. Принципиальная схема, P- и T-S диаграмма.

В качестве простейших циклов газотурбинных установок (ГТУ) приняты: цикл с изобарным подводом теплоты и цикл с изохорным подводом теплоты. Эти циклы отличаются от соответствующих циклов д. в. с. процессом отвода теплоты — изохорный процесс отвода заменен изобарным. Современные ГТУ в основном работают с изобарным подводом теплоты.

Теоретический цикл ГТУ с изобарным подводом теплоты состоит из процесса адиабатного сжатия воздуха 1—2 в компрессоре, процесса изобарного подвода теплоты 2—3 в камере сгорания и процесса адиабатного расширения 3—4 продуктов сгорания в соплах газовой турбины. После преобразования кинетической энергии струи газа на рабочих лопатках и процесса отвода теплоты 4—1 от газа в окружающую среду при постоянном давлении р1 цикл завершается.

30. Термический КПД цикла ГТУ с подводом тепла при Р = const.

Полезная работа в цикле равна разности между технической работой турбины и технической работой, затраченной на привод компрессора.

Полезная работа в цикле равна разности между технической работой турбины и технической работой, затраченной на привод компрессора.

Цикл газовой турбины с изобарным подводом теплоты характеризуется степенью повышения давления в цикле:

То есть термический к. п. д. цикла ГТУ с подводом тепла при p=const увеличивается с увеличением степени повышения давления.