5. Контрольні питання.
5.1. Що таке нагнітання?
5.2. Назвати найбільш поширеніші компресори.
5.3. Пояснити роботу одно і двоступеневого компресора в P - V та T – s координатах.
5.4. Вивести формули для визначення результуючої роботи компресора при ізотермічному стиску.
5.5. Вивести формули для визначення результуючої роботи компресора при політропному стиску.
5.6. Вивести формули для визначення результуючої роботи компресора при адіабатному стиску.
5.7. Чому багатоступеневий стиск вигідніший, ніж одноступеневий?
Лабораторна робота №8
Тема: Цикли поршневих ДВЗ. Теплотехнічне дослідження карбюраторного ДВЗ.
Мета роботи: Вивчити цикл ДВЗ з підводом тепла при постійному об’ємі, визначити ряд величин, що характеризують роботу ДВЗ, дати оцінку його роботи.
1. Загальні відомості
Машини, в яких хімічна енергія палива перетворюється в теплову, а теплова – в механічну роботу, називаються двигуном внутрішнього згоряння (ДВЗ).
Цикли ДВЗ діляться на ідеальні, в яких відсутні втрати енергії; теоретичні, в яких рахується, що згоряння палива повне та без втрат; робочі – це цикли реальних ДВЗ.
Всі цикли поділяють на три основні групи:
1. Цикл ДВЗ з підводом тепла при постійному об’ємі (цикл Отто), по цьому циклу працюють карбюраторні двигуни, в яких робоча суміш готується до всмоктування в циліндр – в карбюраторі, а її загорання проходить від іскри запалення. Даний цикл складається із двох адіабат та двох ізохор (рис. 8.1). Адіабата 1-2 відповідає стисненню горючої суміші, ізохора 2-3 – згоряння суміші (підвід теплоти q1), внаслідок чого тиск підвищується до р3. Після чого продукти згоряння адіабатно розширюються (процес 3-4). В ізохорному процесі 4-1 від продуктів згоряння відводиться теплота q2.
Термічний ККД циклу
, (8.1)
Рис.8.1. Цикл ДВЗ з ізохорним підводом теплоти в p – v та T – s –координатах
2. Цикл ДВЗ з підводом тепла при постійному тиску (цикл Дизеля). За цим циклом працюють компресорні дизелі. Цикл складається з двох адіабат, ізобари та ізохори (рис. 8.2). В цих двигунах спочатку стискується по адіабати 1-2 чисте повітря, в результаті чого його температура підвищується до необхідної для самозаймання палива. Далі в ізобарному процесі 2-3 відбувається вприск та горіння палива (підвід теплоти q1). Після чого продукти згоряння адіабатно розширюються (процес 3-4). В ізохорному процесі 4-1 від продуктів згоряння відводиться теплота q2.
Термічний ККД циклу
, (8.2)
Рис. 8.2. Цикл ДВЗ з ізобарним підводом теплоти в p – v та T – s –координатах
3. Цикл ДВЗ зі змішаним підводом тепла (цикл Тринклера). За цим циклом працюють безкомпресорні дизельні двигуни, в яких вприск і розпил палива здійснюється паливним насосом високого тиску, а самозаймання суміші відбувається від температури стисненого в циліндрі повітря 600-650 0С. Цикл складається з двох адіабат, двох ізохор та ізобари (рис. 8.3). Згоряння палива в такому двигуні спочатку відбувається при постійному об’ємі (процес 2-3) з підвищенням тиску, а далі при постійному тиску (процес 3-4). Після чого продукти згоряння адіабатно розширюються (процес 4-5). В ізохорному процесі 5-1 від продуктів згоряння відводиться теплота q2.
Термічний ККД циклу
, (8.3)
де
- степінь стиску;
- степінь підвищення тиску,
- степінь попереднього розширення.
Рис. 8.3. Цикл ДВЗ зі змішаним підводом теплоти в p –v та T– s–координатах
Н
аглядно
роботу ДВЗ характеризує його індикаторна
діаграма
r-a – всмоктування робочої суміші;
a-c – стиск робочої суміші;
c’ – подача іскри;
с – початок горіння;
c-z – горіння при постійному об’ємі;
z-b – розширення газів;
b-r – випуск газів;
Po – лінія атмосферного тиску;
Pc – тиск стиску;
Pz – тиск згоряння;
Va – повний об’єм;
Vb – робочий об’єм;
Vc – об’єм камери згоряння;
S – хід поршня.