69. Схема, рабочий процесс и тд цикл Дизеля. Кпд

Рис. 46. Циклы Дизеля в координатах p-v (а) и T-s (б)

Степень сжатия можно значительно увеличить, если в цилиндре двигателя сжимать не топливоздушную смесь, а чистый воздух, а необходимое количество топлива вводить в цилиндр в конце процесса сжатия, когда температура воздуха становится уже достаточно высокой ( 500 – 600 ºС), обеспечивая самовоспламенение впрыскиваемого топлива, исключая необходимость иметь запальное устройство. Такой идеализированный цикл называется циклом Дизеля или циклом медленного сгорания. Такое название связано с тем, что подача топлива, его перемешивание с воздухом и сам процесс сгорания требуют определенного времени. Цикл Дизеля состоит из процесса адиабатного сжатия (1–2), изобарного подвода теплоты (2–3), адиабатного расширения (3–4) и изохорного отвода теплоты (4–1) (рис. 46). Степень сжатия в двигателях, работающих по циклу Дизеля, составляет = 14 – 18.

Сравним между собой циклы Отто и Дизеля при одинаковых параметрах точек (1) и (4) с помощью диаграммы Т–s (рис. 46). Если в этих циклах будет одинаковая степень сжатия ε и одинаковое количество отводимой теплоты q₂ , то КПД цикла Отто будет выше КПД цикла Дизеля. Действительно, так как изохора в координатах Т–s идет круче изобары, то количество теплоты q₁, подводимой по изохоре (2–3'), будет больше количества теплоты, подводимой по изобаре (2–3). Следовательно, КПД цикла, определяемый уравнением η_t= 1- q₂/q₁, получается тем выше, чем больше величина q₁ при постоянном значении q₂.

70. Схема, рабочий процесс и ТД цикл Тринклера. КПД.

Рис. 47. Цикл Тринклера в координатах p-v (а) и T-s (б)

Подачу топлива можно осуществлять так, что одна его часть будет сгорать при постоянном объеме, а другая – при постоянном давлении. Такой цикл называется циклом смешанного сгорания топлива или циклом Тринклера (рис. 47). Из сопоставления рассмотренных циклов видно, что циклы со сгоранием при постоянных объеме и давлении являются частными случаями смешанного цикла.

Из диаграммы (рис. 47) видно, что цикл со смешенным подводом теплоты занимает по эффективности промежуточное положение между циклами Отто и Дизеля как в условиях сравнения при одинаковой степени сжатия ε, так и при сравнении по условию одинакового максимального давления в цилиндре двигателя.

Выведем уравнение для определения термического КПД смешанного цикла. Количество подводимой теплоты на изохоре (2–3) равно , а в изобарном процессе (3–4) – . Количество отводимой теплоты q₂ на изохоре (5–1) по абсолютной величине составляет . Следовательно, термический КПД цикла, определяемый как отношение полученной работы l_ц к количеству подведенной теплоты q₁, равен

Сокращая на с_vm и вынося Т₁ и Т₂, получим

71. Сопоставление тд циклов двс по эффективности.

72. Схема, рабочий процесс и цикл паросиловой установки, цикл Ренкина, методы повышения кпд

В паровом котле паросиловой установки (1) за счет подвода теплоты Q₁, получаемой за счет сгорания топлива в топке, образуется пар при постоянном давлении р₁ (рис. 33). В пароперегревателе (2) он дополнительно нагревается и переходит в состояние перегретого пара. Из пароперегревателя пар поступает в паровой двигатель (3) (например, в паровую турбину), где полностью или частично расширяется до давления р₁ с получением полезной работы L₁. Отработанный пар направляется в холодильник-конденсатор (4),

Рис. 33. Схема простейшей паросиловой установки

После холодильника сконденсированный пар поступает на вход насоса (5), в котором давление жидкости повышается с величины р₂ до первоначального значения р₁ после чего жидкость поступает в паровой котел (1). Цикл установки замыкается. Если в холодильнике (4) происходит частичная конденсация отработавшего пара, то в паросиловой установке вместо насоса (5) используется компрессор, где давление пароводяной смеси также повышается с р₂ до р₁. Описанный цикл паросиловой установки называется циклом Ренкина (рис. 34).

Цикл Ренкина состоит из изобары (4–1), где подводится теплота в нагревателе, адиабаты (1–2) расширения пара в паровой турбине, изобары (2–3) отвода теплоты в холодильнике-конденсаторе и изохоры (3–4) повышения давления воды в насосе. Линия (4–а) на изобаре соответствует процессу повышения температуры жидкости после насоса до температуры кипения при давлении р₁. Участок (a–b) соответствует превращению кипящей жидкости в сухой насыщенный пар, а участок (b–1) – процессу подвода теплоты в пароперегревателе для превращения сухого насыщенного пара в перегретый.

КПД Ренкина

Рис. 34. Цикл Ренкина в координатах p-v (а) и Т-s (б)