05 семестр / Лекции и семинары / Лекции

161

Так как газ двигается с большой скоростью, то процесс сжатия происходит с большим трением. Сжатие происходит адиабатно (

1-2- процесс адиабатного сжатия

1-2g- реальный необратимый процесс сжатия

162

26.4 Оценка экономичности компрессора

Экономическая оценка работы, как поршневого, так и турбинного компрессора может проводиться по двум вариантам КПД:

Изотерического КПД компрессора

Адиабатического КПД компрессора

Оба метода оценки эффективности являются равноправными. При расчете реальных компрессоров принимается, что действительная работа на привод охлаждаемого компрессора равна работе при изотерическом сжатии; а неохлаждаемого компрессораработе при адиабатном сжатии.

163

27. Двигатели внутреннего сгорания

27.1 Определения

За прошедшие 100 лет были созданы и освоены двигатели внутреннего сгорания

(ДВС).

В ДВС процесс сгорания топлива, выделение теплоты и превращение части ее в работу происходит внутри цилиндра (в камере сгорания). Работают такие двигатели на жидком и газообразном топливе. Имеют небольшие габариты и малый удельный вес на единицу мощности, кпд до 40% (дизели). ДВС по принципу действия разделяются на три группы:

1.С быстрым сгоранием топлива при V=const (цикл Отто)

2.С постоянным сгоранием топлива при P=const (цикл Дизеля)

3.Со сменным сгорание топлива, частично при V=const частично при P=const (Цикл Тринклера)

Теоретический анализ всех двигателей включает анализ термического кпд

Основными характеристиками обобщенного цикла ДВС являются:

1. Степень сжатия отношение начального и конечного (в конце сжатия)

удельного объема рабочего тела.

2. Степень повышения давления отношение давления в конце и в начале изохорного процесса подвода теплоты.

3. Степень предварительного расширения отношение удельных объемов в конце и в начале изотерического процесса подвода теплоты.

165

Графики изменения термического кпд цикла с изохорно-изобарным подводом тепла в зависимости от представлены на рисунке.

27.3 Цикл с подводом теплоты при P=const

(цикл Дизеля)

Дизель разработал конструкцию так называемых компрессорных дизелей, позволяющих осуществлять раздельное сжатие воздуха и топлива. Теперь компрессорные дизели не выпускают, но цикл сохранил свое методическое значение в термодинамических исследованиях.

166

Термический кпд цикла увеличивается при возрастании степени сжатия и уменьшается при возрастании степени предварительного расширения .

167

При увеличении нагрузки двигателя, т.е. при увеличении количества подведенной теплоты увеличивается и не изменяется . Следовательно, по мере увеличения нагрузки такого цикла увеличивается. Это видно из TS-диаграммы (пунктирные линии).

168

27.4 Цикл с подводом теплоты при V=const

(цикл Отто)

Вэтом цикле сгорание происходит с воспламенением рабочей смеси (около ВМТ) от электрической искры. Время сгорания очень мало, в связи с чем допустимо принять, что процесс сгорания осуществляется при постоянном объеме.

Врассматриваем цикле , поэтому

Среднее давление цикла:

Нагрузка на двигатель для цикла равна

С увеличением количества подведенной теплоты (увеличивается ) среднее давление цикла также увеличивается недостаток: при больших происходит детонация-

взрывное горение. На практике .

28. Циклы газотурбинных установок (ГТУ)

28.1. Определения

Простейшая газотурбинная установка с изобарным подводом теплоты (p=const) состоит из компрессора, газовой турбины, камеры сгорания (цикл Брайтона)

170

К- компрессор

КСкамера сгорания

ГТгазовая турбина

Г- генератор

Преимущества ГТУ:

-нет возвратно-поступательных движений поршня;

-позволяет при небольших размерах агрегатов создавать большие мощности.

Недостатки ГТУ:

-высокие температуры газов на лопатки турбинных колес во время работы двигателя;

-недостаточно высокий кпд.