Політропний процес - це будь-який процес, який можна описати рівнянням

, (18)

де - показника політропи.

Для зручності зведемо основні формули з визначення складових першого закону термодинаміки у різних термодинамічних процесах у таблицю 1.1.

1.6. Витікання через короткі канали

Сопла - нерухомі короткі канали, які призначені для збільшення швидкості газу за рахунок зменшення тиску.

Дифузори - нерухомі короткі канали, які призначені для збільшення тиску газу за рахунок зменшення його швидкості.

Час перебування газу у такому каналі незначний, тому теплообміном можна знехтувати. Формула для визначення швидкості витікання газу з каналу має вигляд

, (19)

, - ентальпії газу на вході та виході із короткого каналу, Дж/кг; С₁ – швидкість газу на вході в канал, м/с.

Таблиця 1.1

Формули для визначення складових першого закону термодинаміки у різних термодинамічних процесах

Процес	( теплоти)	(зміна внутрішньої енергії)	(робота)	(зміна ентропії)
Ізохорний			0
Ізобарний
Ізотермічний Т=const		0
Адіабатний	0			0
Політропний

Як правило, швидкість газу на вході в канал С_{1 @} 0, і₁ та і₂ виражається в кДж/кг, то

, . (20)

Згідно першого закону термодинаміки для адіабатного процесу маємо (див. табл. 1.1), тоді виходячи з (19) та врахувавши, що С_1@0, маємо

. (21)

Формула для визначення маси газу, що витікає з короткого каналу, що має вихідну площу перерізу А₂, має вигляд

. (22)

1.7. Розрахунок компресора

Компресор – машина призначена для стиску та переміщення газів.

Загальна робота, яку виконує компресор при стиску газу має вигляд

, (23)

- тиск, при якому газ всмоктується;

- обєм газу, що всмоктується компресором;

- тиск, до якого газ стискається;

- обєм стисненого газу, який подається до споживача;

- процес стиску газу.

Для ізотермічного процесу стиску газу , врахувавши що , маємо

. (24)

При адіабатному стиску врахувавши, що , маємо

. (25)

При політропному стику газу в процесі формула для визначення роботи компресора має вигляд

. (26)

1.8. Розрахунок циклів двигунів внутрішнього згорання (двз)

ДВЗ – теплові поршневі машини, у яких згорання палива (підвід тепла) та перетворення її в роботу здійснюється безпосередньо в циліндрі.

Цикл з підводом теплоти при постійному об’ємі 1-2v-3-4 (рис. 1.1) складається із адіабати 1-2v (стиск горючої суміші), ізохори 2v-3 (загоряння горючої суміші від електричної іскри, тобто підвід теплоти), адіабати 3-4 (розширення продуктів згоряння, внаслідок чого поршень виконує корисну роботу), ізохори 4-1 (охолодження відпрацьованих газів в атмосфері).

Цикл 1-2р-3-4 (рис. 1.1) характерний для компресорних дизелів. Спочатку по адіабаті 1-2р стискується повітря до температури самозагорання палива. Потім у це середовище за допомогою компресора подається паливо, яке загоряється, тобто до повітря підводиться теплота. Підвід теплоти здійснюється при русі поршня – тобто теоретично тиск в процесі 2р-3 постійний. В процесі 3-4 робоче тіло розширюється виконуючи корисну роботу. В процесі 4-1 здійснюється охолодження продуктів згоряння – відвід теплоти.

Цикл 1-2рv-3рv-3-4 характерний для безкомпресорних дизелів, де згоряння палива здійснюється спочатку ізохорі 1-2рv з підвищенням тиску, а потім по ізобарі 2рv-3рv, тобто загалом теплота підводиться і по ізохорі і по ізобарі.

Рис. 1.1. Цикли двигунів внутрішнього згорання у T-s координатах

Двигун внутрішнього згоряння характеризується ступенем стиску , ступенем підвищення тиску , ступенем попереднього розширення .

Термічний коефіцієнт корисної дії в загальному визначається за формулою

, (27)

– показник адіабати газу.

Якщо l=1, то (27) відповідає дизельному компресорному ДВЗ. Якщо то (27) відповідає карбюраторному ДВЗ.