Цикл Дизеля

Цикл дизеля имеет преимущество перед циклом Отто при использовании в ДВС.В цикле дизеля, можно увеличить степень сжатия (т.к. воздух не самовоспламеняется) В цикле Дизеля ɛ=16-22

Подача топлива в цикле Дизеля методом распыления сжатым воздухом(от компрессора в момент прихода поршня в ВМТ) и продолжается в процессе расширения(движение поршня в НМТ)

q

P

V

ВМТ

НМТ

С

Z

B

A

AC – Адиабатное сжатие

Т_С=300⁰ С

ZB – адиабатное сжатие

η_отто = 30-40%

η_дизеля =35-45%

Если степень сжатия более 20 единиц, то возрастает расход работы на преодоление сил трения. Оптимальной является степень сжатия при которой сумма КПД будет максимальной. Цикл дизеля состоит из 2-х адиабат: сжатия и расширения, изохоры и изобары.

Характеристика цикла

1) - степень сжатия

2) – степень предварительного расширения

3)

Цикл дизеля используется на стационарных двигателях.

Лекция №14:

Цикл Тринклера

1)Цикл с комбинированным отводом теплоты

2)Цикл современного дизельного двигателя

Стремление упростить конструкцию, снизить нагрузки действующие на детали двигателя, привело к разработке со смешанным подводом теплоты. Теплота подводится после процесса сжатия, сначала при V=const, затем при P=const.

Цикл состоит из:

1)2 адиабат

2)2 изохор

3)1 изобара

q₂

Z

q₁

Z₁

c_Z

ТНВД

B

А

c_C

c_A

АС – адиабатное сжатие

в точке С происходит впрыск топлива протекает быстрая фаза сгорания

в точке Z продолжается впрыск топлива,в результате чего продолженая по изобаре Z-Z₁

CZ₁ - изохорный подвод теплоты

ZZ₁- изобарный подвод теплоты

Z₁B- адиабатное расширение

BA – изобарный отвод теплоты

Характеристиками данного цикла являются

1) - степень сжатия

2) – степень предварительного расширения

3)

Отсюда видно ,что на увеличение КПД влияетповышение степени сжатия и степени повышения давления λ и увеличения k (показатель адиабаты для воздуха).А с увеличением ϴ расширения КПД уменьшается.

Циклы Отто, Дизеля и Тринклера в t-s

Д

Z

ля всех циклов одинаково максимальная температура, количество подведённой теплоты q₁ и количество отведённой теплоты q₂.

T

S

C

q=const

C_д

B

C_о

T_C

A

T_a

q₂

AC – адиабатное сжатие

СZ – подвод

ZB – адиабатное расширение

Максимальная работа цикла будет получена тепловыми двигателем с наибольшей степенью сжатия – работающего по циклу дизеля. Наименьшее – по циклу Отто.

Наибольший термический КПД будет у цикла дизеля, наименьшим у бензинового двигателя.

η_{бензинового} = 30-35%

η_{дизельного} =40-45%

Циклы газотурбинной установки

Газотурбинная установка является одним из видов теплового двигателя и имеет следующие преимущества перед ДВС:

1) Большая удельная мощность

2) Большой КПД при меньшем максимальном давлении цикла.

Недостатки:

1) Высокая чистота вращения выходного вала требует использование на повышенных средствах.

2) Оптимальный режим работы только при определённой частоте вращения вала турбины.

ГТУ широко используется :

1) В качестве приводов центробежного воздействия на магистральных нефте- и газопроводах.

2) На локомотивах и на морских суднах

3) В авиации

KC

ТК

ТН

К

воздух

Рабочее тело получает тепло в камере КС путём сжигания топлива, подаваемого насосом ТН, в воздухе, нагнетаемого компрессором К. Сгорание происходит при P=const из камеры сгорания рабочее тело с высокой скоростью выбрасывается в атмосферу через сопловой аппарат, где энергия выбрасываемых газов вращает турбинное колесо, затем энергия вращения турбины передаётся например на ротор генератора, где происходит выработка (преобразование) в электрическую энергию.

P

q₁

q₂

V

Лекция №15: