1097816
столько раз учителя, ученики и родители
посетили сайт «Инфоурок»
за прошедшие 24 часа
+Добавить материал
и получить бесплатное
свидетельство о публикации
в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации для педагогов

Дистанционные курсы для педагогов - курсы профессиональной переподготовки от 1.410 руб.;
- курсы повышения квалификации от 430 руб.
Московские документы для аттестации

ВЫБРАТЬ КУРС СО СКИДКОЙ ДО 90%

ВНИМАНИЕ: Скидка действует ТОЛЬКО до конца апреля!

(Лицензия на осуществление образовательной деятельности №038767 выдана ООО "Столичный учебный центр", г.Москва)

ИнфоурокДругоеКонспектыКонспект лекции "Показатели идеального цикла"

Конспект лекции "Показатели идеального цикла"

библиотека
материалов
Скачать материал целиком можно бесплатно по ссылке внизу страницы.

Показатели идеального цикла. В целях упрощения анализа рассматриваем идеальный цикл, реализуемый лишь в цилиндре двигателя.

Экономичность цикла характеризуется термическим коэффициентом полезного действия

hello_html_f6aeecd.gif

где hello_html_m4db1b916.gif — все количество подведенной к рабочему телу теплоты, Дж; hello_html_m4c7bd917.gif — количество теплоты, отданной холодному источнику, Дж.

Эффективность цикла определяется его удельной работой, представляющей собой среднее давление цикла,

hello_html_72d59fa5.gif

Рис. 10.1. Схема обобщенного термодинамического цикла дизеля с ГТН


где hello_html_m77c8d3a6.gif — работа, приходящаяся на единицу разности максимального hello_html_3b73909.gif и минимального hello_html_41521cc3.gif объемов рабочего тела при совершении им цикла, Дж.hello_html_m36f08594.png

В свою очередь удельную работу можно представить как условное постоянное давление, действующее на поршень при изменении объема цилиндра от hello_html_3b73909.gif до hello_html_41521cc3.gif и совершающее работу, равную работе замкнутого цикла Lt.

Влияние на показатели цикла пределов изменения состояния рабочего тела. Из курса термодинамики известно, что экономичность и эффективность цикла можно увеличить, расширив пределы состояния рабочего тела, т. е. увеличив разности hello_html_m31270671.gif и hello_html_90d58df.gif

1.Расширение пределов изменения давления hello_html_m31270671.gif из-за невозможности снижения давления hello_html_m15db0ac1.gif, ограничиваемого атмосферным давлением, достигается лишь путем увеличения максимального давления цикла hello_html_m6f0a5671.gif, которое принято обозначать hello_html_m517cb259.gif. Величина hello_html_m517cb259.gif ограничивается необходимостью сохранения прочности и. жесткости деталей движения и остова двигателя. Совершенствование конструкции и применение более прочных материалов дали возможность в мощных МОД повысить hello_html_m517cb259.gif до 9—16 МПа, а в отдельных тронковых четырехтактных двигателях с высоким наддувом — до 18—20 МПа. hello_html_6249fe44.png

2.Расширение пределов изменения объема (hello_html_90d58df.gif) возможно путем уменьшения объема hello_html_41521cc3.gif и увеличения hello_html_3b73909.gif.

Рис. 10.2. Комбинированный двигатель с утилизацией теплоты выпускных газов в ГТК и утилизационном котле

2.1.Уменьшение минимального объема hello_html_41521cc3.gif, представляющего собой объем камеры сжатия Vc, приводит к увеличению степени сжатия hello_html_26e56eb4.gif =hello_html_m5d44d798.gif , что влечет за собой, повышение давления в конце сжатия рс и связанный с этим рост давления рz рост механических нагрузок на элементы конструкции, поэтому уменьшение hello_html_41521cc3.gif (повышение hello_html_m20f4a217.gif) нежелательно.

2.2.Увеличить максимально возможный объем рабочего тела можно, если продолжить его расширение в цилиндре до момента достижения минимального давления цикла pmin (точка е на рис. 10.1). Это приводит к существенному увеличению хода поршня и размеров двигателя.

Более рационально продолжить расширение газов за точкой b в малогабаритной лопаточной, машине — газовой турбине, а получаемую дополнительную энергию использовать для предварительного сжатия рабочего тела в приводимом от турбины 3 компрессоре 2 (рис. 10.2; 1 — утилизационный котел; 4—воздухоохладитель). Этот метод, широко используемый в современных дизелях, именуется газотурбинным наддувом.

При наддуве предварительное увеличение плотности воздуха приводит к увеличению его массы в цилиндре 5, а это позволяет повысить массу сжигаемого в нем топлива и тем самым достигнуть увеличения совершаемой газом работы, что выражается в увеличении площади цикла, значительно более существенном, чем потеря площади, вызванная сокращением объема hello_html_149581a9.gif. Эффективность цикла, его среднее давление при таком методе существенно увеличиваются.

Таким образом, наддув является наиболее действенным средством повышения эффективности цикла, снижения размеров и массы двигателя при увеличении его мощности.

Влияние перераспределения подводимой теплоты на КПД цикла. Рассмотрим изменение эффективности теплоиспользования в цикле при следующих условиях: количество подводимой в цикле теплоты не изменяется, hello_html_5861308d.gifно она перераспределяется, т.е. изменяется соотношение между долями теплоты, подводимой по изохоре hello_html_35c77f44.gif и по изобаре hello_html_3c7f268f.gif.

Процесс теплоподвода в идеальном цикле соответствует процессу выделения теплоты при сгорании топлива в действительном цикле реального двигателя. Тогда применительно к действительному циклу hello_html_m4db1b916.gif = idem означает, что подача топлива в цилиндр за один цикл (цикловая подача) gц = idem, т. е. не изменяется. Процессу теплоподвода в идеальном цикле hello_html_m26397cdd.gif в реальном двигателе будет соответствовать подача топлива gц общей продолжительностью hello_html_m78222869.gif, распределяемой на hello_html_a79c870.gif (до ВМТ) и hello_html_m2241dc3.gif (за ВМТ):

hello_html_777c6299.gif

Изменение соотношения между hello_html_35c77f44.gif и hello_html_3c7f268f.gif при неизменном hello_html_m4db1b916.gif в идеальном цикле соответствует изменению соотношения между углами начала hello_html_a79c870.gif и конца hello_html_m2241dc3.gif подачи топлива при неизменном hello_html_m78222869.gif увеличению hello_html_35c77f44.gif в идеальном цикле будет соответствовать увеличение угла опережения подачи топлива hello_html_a79c870.gif в реальном цикле.

На рис. 10.3, а, б показаны идеальные циклы 1 (исходный), 2 (при увеличенной доле hello_html_35c77f44.gif), 3 (при уменьшенной доле hello_html_35c77f44.gif), а на рис. 10.3, в — соответствующие им углы подачи топлива hello_html_a79c870.gif и hello_html_m2241dc3.gif. Наименьший теплоотвод Q2 соответствует циклу 2 (площадь под кривой аb2 см. рис. 10.3, б), а наибольший — циклу 3 hello_html_m6a811d44.png

(площадь под кривой ab3), т. е. Q2(2) <Q2(1)< Q2(3).

Так как hello_html_1294cc1c.gif и по условию Q1 неизменна, то hello_html_78f69b2a.gif

Таким образом, перераспределение количества подводимой теплоты Q1 в сторону увеличения hello_html_35c77f44.gif и сокращения hello_html_3c7f268f.gif приводит к росту термического КПД hello_html_m5d0e9bc1.gif идеального цикла. В реальном двигателе этому соответствует увеличение угла опережения подачи топлива. Отсюда следует, что повысить экономичность работы двигателя можно путем более ранней подачи топлива. Однако при этом увеличение hello_html_35c77f44.gif (см. рис. 10.3, а) сопровождается ростом максимального давления цикла в двигателе это может отрицательно отразиться на надежности работы подшипников и росте механических напряжений в конструктивных элементах, испытывающих давление газов.

Термический КПД идеального цикла со смешанным подводом теплоты

hello_html_714d01fa.gif(10.1)

где е = Va/Vc — степень сжатия; λ = pz/pc— степень повышения давления при сгорании; hello_html_4a51ddff.gif — степень предварительного расширения; hello_html_m679cf308.gif — показатель адиабаты.

Если подставить в формулу (10.1) численные значения показателей, реально достижимые на современном этапе, то окажется, что максимум КПД определяется величиной hello_html_1b072812.gif, т. е. 35 % подводимой к рассматриваемому циклу теплоты является неизбежной потерей.


Литература

Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 2. 2010 Стр. 8-13

Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 2. 2008 Стр. 8-14

Возницкий И. В. Судовые дизели и их эксплуатация - 1990 г.и. стр. 195-198



7

Общая информация

Номер материала: ДВ-186333

Вам будут интересны эти курсы:

Курс «Логистика»
Курс профессиональной переподготовки «Управление персоналом и оформление трудовых отношений»
Курс повышения квалификации «Педагогическая риторика в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Организация научно-исследовательской работы студентов в соответствии с требованиями ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Организация и предоставление туристских услуг»
Курс повышения квалификации «Основы управления проектами в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС педагогических направлений подготовки»
Курс повышения квалификации «Применение MS Word, Excel в финансовых расчетах»
Курс повышения квалификации «Финансы предприятия: актуальные аспекты в оценке стоимости бизнеса»
Курс профессиональной переподготовки «Основы организации рекреационной деятельности и лечебного туризма»
Курс профессиональной переподготовки «Разработка эффективной стратегии развития современного вуза»
Курс повышения квалификации «Актуальные вопросы банковской деятельности»
Курс профессиональной переподготовки «Методика организации, руководства и координации музейной деятельности»
Курс повышения квалификации «Международные валютно-кредитные отношения»
Курс профессиональной переподготовки «Осуществление и координация продаж»

Благодарность за вклад в развитие крупнейшей онлайн-библиотеки методических разработок для учителей

Опубликуйте минимум 3 материала, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную благодарность

Сертификат о создании сайта

Добавьте минимум пять материалов, чтобы получить сертификат о создании сайта

Грамота за использование ИКТ в работе педагога

Опубликуйте минимум 10 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Свидетельство о представлении обобщённого педагогического опыта на Всероссийском уровне

Опубликуйте минимум 15 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данное cвидетельство

Грамота за высокий профессионализм, проявленный в процессе создания и развития собственного учительского сайта в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 20 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Грамота за активное участие в работе над повышением качества образования совместно с проектом "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 25 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Почётная грамота за научно-просветительскую и образовательную деятельность в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 40 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную почётную грамоту

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.