Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
1342
Добавлен:
08.02.2016
Размер:
7.11 Mб
Скачать

С подводом теплоты при постоянном давлении:

а - в vP- диаграмме; б – в sT-диаграмме.

Параметрами, характеризующими данный цикл, являются:

- степень адиабатного сжатия; - степень предварительного расширения;

- степень адиабатного расширения.

Термический КПД цикла определяется по формуле:

.

Количество теплоты, подводимое к рабочему телу в процессе 2-3:

. (11.8)

Количество теплоты, отводимое в изохорном процессе 4-1:

. (11.9)

Количество подведенной теплоты и отведеннойможно определить через параметры цикла. Для этого температурыивыражаются через температуруи параметры циклаи.

Таблица 11.2 - Определение температуры в характерных точках цикла с изобарным подводом теплоты

Процесс

Формулы

1-2 - адиабатный

2-3 – изобарный

3-4- адиабатный

Т.к. или.

Тогда или

После преобразований:

; ; (11.10)

. (11.11)

Из выражения (11.11) видно, что термический КПД данного цикла зависит от степени сжатия , степени предварительного расширенияи показателя адиабатыk рабочего тела, совершающего цикл. С увеличением степени сжатия термический КПД увеличивается. При возрастании степени предварительного расширенияон уменьшается. Интенсивность роста термического КПД с возрастанием степени сжатияпостепенно уменьшается. Величина степени сжатияв двигателе с подводом теплоты придолжна обеспечить самовоспламенение топлива и создать температурные условия для быстрого протекания процесса сгорания.

Из рис. 11.4 видно, что при равенстве площадей отведенной теплоты = пл.6145 термический КПД будет больше у цикла с большей степенью сжатия, так как площадь его полезной работы будет больше, чем у двигателя с меньшей степенью сжатия (пл. 1784 пл. 1234).

Рис. 11.4. Влияние степени сжатия нацикла ДВС с подводом теплоты прии

Рис. 11.5. Влияние количества подведенной теплоты на величину работы цикла ДВС с подводом теплоты при

Работа цикла:

. (11.12)

При и при увеличении теплотыувеличивается объем(рис. 11.5), т.е. возрастает степень предварительного расширения. При этом увеличивается работа цикла и уменьшается термический КПД.

Среднее индикаторное давление в этом цикле определяется выражением:

. (11.13)

Отсюда видно, что среднее индикаторное давление увеличивается при возрастании и.

    1. Цикл со смешанным подводом теплоты (цикл Тринклера)

Двигатель со вмешанным подводом теплоты в отличие от двигателя с подводом теплоты при не нуждается в компрессоре высокого давления для распыления жидкого топлива. Распыление жидкого топлива производится при помощи механических форсунок. Жидкое топливо подается в предкамеру через форсунку5 (рис. 11.6). В процессе сжатия давление в цилиндре 1 растет быстрее, чем в предкамере 4. За счет разности давлений возникает поток воздуха из цилиндра 1 в предкамеру 4, который используется для распыления жидкого топлива, впрыскиваемого в предкамеру. При этом образуется однородная смесь, сгорающая в предкамере при постоянном объеме. Давление в предкамере возрастает и направление потока изменяется: смесь продуктов сгорания и несгоревших паров топлива, имеющих температуру 1500…1800С, устремляется из предкамеры в цилиндр, где происходит их перемешивание и догорание. В результате поршень перемещается слева направо при постоянном давлении. После сгорания топлива происходит адиабатное расширение продуктов сгорания, которые затем удаляются из цилиндра.

Рис. 11.6. Схема ДВС со смешанным подводом теплоты

1-цилиндр; 2-поршень; 3-выпускной клапан; 4-предкамера; 5-свеча;

6-впускной клапан; 7-узкий канал

Рис. 11.7. Термодинамический цикл ДВС со смешанным подводом теплоты:

а - в vP- диаграмме; б – в sT-диаграмме.

Термодинамический цикл со смешанным подводом теплоты (рис. 11.7) состоит из следующих процессов: 1-2 – адиабатное сжатие рабочего тела в цилиндре; 2-3 – изохорный подвод теплоты; 3-4  изобарный подвод теплоты; 4-5 - адиабатное расширение рабочего тела; 5-1 – отвод теплоты при постоянном объеме.

Подвод теплоты в цикле со смешанным сгоранием осуществляется вначале по изохоре2-3, а затем по изобаре 3-4.

Параметрами, характеризующими цикл со смешанным подводом теплоты, являются:

- степень адиабатного сжатия; - степень повышения давления;

- степень предварительного расширения.

Термический КПД цикла со смешанным подводом теплоты:

.

Теплота, отводимая по изохоре 5-1, определяется соотношением:

,

тогда как теплота складывается из теплоты, подводимой в изохорном процессе2-3, и теплоты, подводимой в изобарном процессе 3-4:

=, (11.14)

тогда:

. (11.15)

Выразив температуры ичерез температуруи параметры цикла через, получим формулы для определения температуры в характерных точках цикла (табл. 11.3).

Таблица 11.3 - Определение температуры в характерных точках цикла со смешанным подводом теплоты

Процесс

Формулы

1-2 - адиабатный

2-3 - изохорный

3-4 - изобарный

Продолжение таблицы 11.3.

Процесс

Формулы

4-5 - адиабатный

Поставив полученные значения температур в выражения для определения подведенной и отведенной теплоты, получим:

и , (11.16)

и далее, подставив полученные выражения в формулу для определения термического КПД:

(11.17)

Из выражения (11.17) следует, что термический КПД смешанного цикла, как и термический КПД циклов с изобарным и изохорным подводом теплоты возрастает с увеличением и. С увеличениемтермический КПД уменьшается.

Соседние файлы в папке Термодинамика