Глава 11. Теоретические циклы паросиловых и холодильных установок двигателей внутреннего сгорания

Назначение теоретических циклов, их особенности.

Цикл Ренкина, его изображение в P – V и T – S координатах, КПД,

способы повышения экономичности. Цикл компрессорной холодильной установки,

его КПД, повышение эффективности.

Цикл Дизеля, его изображение в координатах P – V и T – S, КПД цикла.

Цикл Отто, его изображение, КПД, анализ цикла. Цикл Тринклера, его изображение,

КПД, анализ. Сравнение циклов ДВС, их значение для практики.

Методические указания

Обратить внимание на принцип действия паросиловых и холодильных установок, ДВС, на основные характеристики ДВС, К.П.Д. циклов ДВС, а также изображать циклы ДВС в T-S b h –S координатах

11.1 Простейшая схема п.С.У.

1 - паровой котел (теплоотдатчик)

2 – пароперегреватель

3 – паровой двигатель

4 – теплоприемник (холодильник – конденсатор)

5 – питательный насос

Пар при р₁ = const образуется в теплоотдатчике, состоящем из парового

котла 1 и пароперегревателя 2. Из парового котла пар поступает в паровой

двигатель (паровую машину, паровую турбину), где полностью или неполностью

расширяется с понижением давления от р₁ до р₂.

Отработавший пар направляется в теплоприемник (холодильник –конден-

сатор) 4. Там он полностью (или частично) конденсирующийся при р₂ = const.

Конденсация пара происходит в результате теплообмена между отработав-

шим паром и охлаждающей жидкостью (обычно холодной водой), протекающей

внутри трубок поверхностного конденсатора.

При выходе из холодильника конденсат (при полной конденсации в

холодильнике) поступает в питательный насос 5, в котором давление конденсата

повышается до первоначального р₁, при котором оно и нагнетается в паровой

котел.

Если же отработавший пар в холодильнике конденсируется частично, то

образуется смесь пара и воды (влажный насыщенный пар) на выходе из

холодильника поступает в компрессор 5, в котором давление повышается до р₁

и направляется в паровой котел.

В П.С.У. протекает следующие термодинамические процессы:

1 – 2 ― изобарный подвод теплоты в теплоотдатчике – нагревателе, и изобарный

отвод теплоты при давлении соответственно р₁ и р₂;

2 – 3 ― адиабатное расширение рабочего тела в паровом двигателе (паровой

машине или паровой турбине);

3 – 4 ― изобарный отвод теплоты ― повышение давления жидкости (конденсата)

в питательном насосе или в компрессоре адиабатного сжатия смеси

пара и жидкости;

4 – 1 ― изобарный подвод теплоты ― повышение давления до р₁.