6.3 Багатоступінчасте стикування газу в компресорі.

П ри стискуванні газу його температура завжди зростає оскільки тому .

1 циліндр + 1 пром.холодильник = ступінь

Охолодження в проміжному холодильнику відбувається до початкової температури . Двоступінчасте стискування дозволяє уникнути високої температури на виході з компресора і зменшити величину технічної роботи на площу заштрихо-ваної зони.

Оптимальний проміжний тиск вибирається з умови мінімізації технічної роботи. для цілого компресора тоді . Де - кількість ступенів компресора. . В такому випадку або . Відповідно . При політропному стискуванні , . – масова продуктивність компресора .

В проміжному холодильнику відбувається ізобарне охолодження при якому в кожному з проміжних холодильників кількість відведеної теплоти рівна . .

6.4 Потужність та ккд компресора.

Потужність компресора визначається як , . Може бути задана об’ємна витрата або за нормальних умов або за вхідних умов . Тоді масова витрата визначається за рівнянням стану. Коефіцієнт корисної дії визначається .

Для компресорів з сорочкою охолодження (ізотермічне стискування) = 0,4 – 0,65

Для компресорів без сорочки охолодження = 0,7 – 0,93.

І це не дивлячись на те що технічна робота при ізотермічному стиску менша. А таке положення є через те що для ізотермічного процесу необоротність більша ніж для адіабатного.

7. Цикли двигунів внутрішнього згорання.

7.1 Призначення, класифікація і сфера застосування циклів двз.

Машина в якої в робочому органі (циліндрі) відбувається згорання робочого тіла та перетворення теплової енергії в механічну називається ДВЗ.

Застосовуються для перетворення енергії теплової в механічну роботу.

Класифікація циклів ДВЗ: за процесом підведення теплоти до робочого тіла є наступні цикли

– з підведенням теплоти по ізобарі;

– з підведенням теплоти по ізохорі;

– зі змішаним підведенням теплоти.

Двигуни діляться на двигуни з зовнішнім сумішоутворенням і двигуни з внутрішнім сумішеутворенням в яких робоча суміш утворюється безпосередньо в циліндрі.

7.2 Аналіз циклу двз із змішаним підведенням теплоти.

Б ув запропонований в 1904 р. російський інженером з прізвищем Трінклер і незалежно від Трінклера одночасно такий самий двигун запропонували німець Зайлігер і француз Сабате. Тому в літературі даний цикл може називатися як цикл зі змішаним підведенням теплоти і цикл ТрінклераЗайлігера-Сабате. До речі сучасні двигуни з внутрішнім сумішоутворенням „Дизелі” працюють за цим циклом. Яка особливість цього двигуна: має циліндр і поршень який виконує зворотно-поступальний рух. Особливістю є що у цього двигуна крім камери згорання є ще передкамера. В передкамеру вставлена форсунка через яку за допомогою паливного насоса в передкамеру впорскується паливо. Циліндр заповнюється повітрям, в кінці стискування його температура сягає 600-650 ⁰С. Коли поршень знаходиться в ВМТ впорскується паливо в передкамеру заповнену гарячим повітрям і відбувається його самозаймання. Воно згорає в умовах сталого замкнутого об’єму, різко збільшується його тиск і температура (виділяється певна теплота). Решта палива яке ще не згоріло різко викидається в камеру згорання де догорає. Але поршень був в ВМТ і коли тиск почав зростати то поршень почав переміщуватися направо. Тому решта палива згорає при сталому тиску. Перша частина палива зростає при сталому об’ємі а друга при сталому тиску тому і цикл називається зі змішаним підведенням теплоти.

При розгляді циклів приймається певна ідеалізація: 1. РТ – ідеальний газ. 2. Цикл здійснюється при незмінній кількості РТ в циліндрі. 3. Процеси згоряння палива та викидання продуктів згоряння замінюється процесами підведення та відведення теплоти від повітря відповідно. 4. Процеси стиску і розширення приймається адіабатним. 5. Теплоємність робочого тіла та показник адіабати не залежить від температури.

З врахуванням цієї ідеалізації цикл реально складається з процесів:

1 -2 адіабатне стиснення (реально стискується чисте повітря); 2-3’ – ізохорний процес підвищення тиску – процес згоряння палива при постійному об’ємі (до РТ з зовнішнього середовища підводиться теплота ); 3’-3 – ізобарне розширення - згоряння палива при сталому тиску (підводиться теплота....); ізобарне розширення переходить в 3-4 – адіабатне розширення; 4-1 – ізохорне зменшення тиску – реально викид РТ але в діаграмі показано що РТ не покидає циліндр.

Для термодинамічного аналізу циклу користуються так званими характеристиками циклу. Частіше всього використовуються наступні параметри:

- міра стискування; - міра підвищення тиску в даному циклі вона більша 1 але є цикли в яких вона =1; - міра попереднього розширення аналогічно є цикли.....

При розгляді циклу ви повинні уміти маючи вище наведені характеристики циклу і параметри РТ в т.1 визначати параметри в інших точках циклу. Розглянемо ці залежності.

Параметри в т.2. Розглянемо процес 1-2. Це процес адіабатного стиснення

; ; .

Дальше розглянемо процес 2-3’ – ізохорне підведення теплоти

; ; .

Розглянемо процес 3’-3 – процес ізобарного підведення теплоти

; ; .

Процес 3-4 – адіабатне розширення РТ.

де . ; ; ; .

Таким чином я показав як маючи параметри стану РТ в точці 1 і характеристики циклу можна знайти параметри стані в інших точках циклу. Питання. Тепер перейдемо до термічного коефіцієнту корисної дії циклу. Згідно 2 закону термодинаміки термічний ККД циклу є Підведена теплота де в процесі 2-3’ ізохорного підведення теплоти до РТ а в ізобарному процесі . Відведена теплота вона приймається за абсолютним значенням в формулу ККД і для того щоб теплота була зі знаком плюс ми поміняли місцями температури. Тут приймаються істинні теплоємності оскільки сказали що теплоємності не залежать від температури тому і істинні.

Тоді Приймається що відношення теплоємностей є показник адіабати, а замість всіх температур підставляються вище наведені залежності через початкову температуру і характеристики циклу.

Т ермічний ККД характеризує ефективність перетворення підведеної теплоти в корисну роботу. Як бачимо що для даного циклу .

Що треба зробити, щоб збільшити термічний ККД циклу зі змішаним підведенням теплоти.

Розглянемо залежність від даних параметрів.

Для даного циклу щоб збільшити термічний ККД необхідно збільшити міру підвищення тиску , збільшити міру стиску яка для сучасних форсованих двигунів становить і 22 і 24 та зменшити міру попереднього розширення . Показник адіабати бажано збільшувати але вплинути на нього практично неможливо.

та від 1,2