Циклы ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении
Двигатели, в основу работы которых положен цикл с подводом теплоты при постоянном давлении (с постепенным сгоранием), имеют ряд преимуществ по сравнению с двигателями, работающими по циклу с подводом теплоты при постоянном объеме. Они связаны с тем, что в двигателях с постепенным сгоранием осуществляется раздельное сжатие топлива и воздуха. Поэтому здесь можно достигать значительно более высоких степеней сжатия. Воздух при высоких давлениях имеет настолько высокую температуру, что подаваемое в цилиндр топливо самовоспламеняется без всяких специальных запальных приспособлений. Кроме того, раздельное сжатие воздуха и топлива позволяет использовать любое жидкое дешевое топливо - нефть, мазут, смолы и проч.
В двигателях с постепенным сгоранием топлива воздух сжимается в цилиндре, а жидкое топливо распыляется сжатым воздухом от компрессора. Раздельное сжатие позволяет применять высокие степени сжатия (до e =20), исключая преждевременное самовоспламенение топлива. Постоянство давления при горении топлива обеспечивается соответствующей регулировкой топливной форсунки. Конструкция такого двигателя впервые была разработана немецким инженером Дизелем.
Рассмотрим идеальный цикл двигателя с подводом теплоты при постоянном давлении в pv - диаграмме рис.3
Рис.3
Этот цикл осуществляется следующим образом. Газообразное рабочее тело с начальными параметрами p 1, v 1, T 1 сжимается по адиабате 1-2. В изобарном процессе 2-3 телу сообщается некоторое количество теплоты q 1. В адиабатном процессе 3-4 происходит расширение рабочего тела до первоначального объема. В изохорном процессе 4-1 рабочее тело возвращается в первоначальное состояние с отводом в теплоприемник теплоты q 2. Характеристиками цикла являются:
|
|
Степень сжатия -
Степень предварительного расширения -
Количество подведенной и отведенной теплот определяются по формулам:
Термический кпд цикла в предположении постоянства теплоемкостей cp и cv и их отношения k=cp /cv будет:
Параметры рабочего тела в характерных точках цикла будут:
Точка 2.
откуда получаем:
Точка 3.
откуда получаем:
Точка 4.
Так как
то
Подставляя полученные значения температур в формулу для кпд, получим
Формула 2
Отсюда следует, что с увеличением e и k кпд увеличивается, а с увеличением r - уменьшается.
Работа цикла определяется по формуле:
Сравнения кпд циклов ДВС с подводом теплоты при p = const и v = const при одинаковых давлениях и температурах, но при различных e показывают, что
При этом степень сжатия e в цикле с подводом теплоты при p = const больше, чем в цикле с подводом теплоты при v = const.
|
|
Величина e в цикле с подводом теплоты при постоянном давлении выбирается таким образом, чтобы обеспечивались условия самовоспламенения топлива. Таким условиям в компрессорных дизелях соответствует e = 14 -18.
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!