Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме
Этот цикл является прототипом действительного цикла карбюраторного двигателя и состоит из адиабатного сжатия (ас) и расширения (zb) и изохорного с подводом (сz) и отводом (bа) теплоты (рис.3.2).
Рис. 3.2 Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме.
Так как теплота сообщается только при V = const, то данный цикл можно рассматривать как частный случай обобщенного цикла и отличающегося от него тем, что отсутствуют процессы, характеризуемые линиями z'-z и f-a (рис.3.1). Следовательно, в данном случае 
и 
.
Поэтому: 
(3.7)
Анализ функции 
показывает, что улучшения 
можно достигнуть повышением степени сжатия 
и использованием соответствующих рабочих тел, которые дают большее значение показателя k адиабаты.
Для каждого из принятых значений , k термический КПД является величиной, независящей от степени повышения давления 
и следовательно, от количества подведенной теплоты, т.е. нагрузки двигателя.
Анализ функции 
показывает, что 
возрастает пропорционально 
цикла. При увеличении вследствие одновременного повышения степени последующего расширения 
, приводящего к большей N и росту увеличивается 
. Степень повышения давления является следствием увеличения количества подводимой теплоты, пропорционально которой растет и удельная работа цикла.
Цикл со смешанным подводом теплоты
Такой цикл служит прототипом действительного цикла дизеля.
После адиабатного сжатия 1кг газа (ас) к нему подводится при постоянном объеме теплота 
, а затем при постоянном давлении теплота 
(z'z). Далее газ адиабатно расширяется (zb) после чего при постоянном объеме от него отводиться теплота 
(ba). Для осуществления такого цикла требуется два хода поршня, причем существенно, что теплота 
подводиться частично при V=сonst, когда поршень находиться в ВМТ, а частично при р=const, в связи с чем этот цикл называют циклом со смешанным подводом теплоты.
|
|
|
Рассматриваемый цикл отличается от обобщенного тем, что в нем процесс, при котором теплота 
отводится только при постоянном давлении. Следовательно, в данном случае 
. Тогда при смешанном подводе теплоты в цикле термический КПД будет иметь вид:
(3.8)
а среднее давление цикла
(3.9)
- при =const;
- при 
=const;
Рис.3.4. Зависимость 
смешанного цикла от степени сжатия:
- степень повышения давления при подводе тепла, когда V = const.
- степень предварительного расширения при подводе тепла, когда p=const.
Влияние степени сжатия на КПД иллюстрирует график (см. рис.3.4), из которого следует, что с ростом КПД цикла увеличивается. Это происходит потому, что при повышении и Неизменном значении 
и 
возрастает степень последующего расширения , а известно, что превращение теплоты в работу происходит в период расширения. Следует отметить, что темпы роста с увеличением замедляются, поэтому при достаточно высокой степени сжатия дальнейшее ее повышение мало сказывается на увеличении .
|
|
|
Использование рабочего тела с большей теплоемкостью, что равнозначно снижению показателя k приводит к уменьшению .
В цикле со смешанным подводом теплоты 
и если при данном значении увеличить теплоту , сообщаемую при V=const, то соответственно увеличится , теплота и связанная с ней степень предварительного расширения уменьшится. Это значит, что степень последующего расширения увеличится, увеличится и . Следовательно, при одинаковом количестве подведенной теплоты работа цикла и пропорциональное этой работе среднее давление определяется значением . Поэтому, чем больше значение характеристических параметров цикла, 
тем выше среднее давление .
Таким образом, для повышения экономичности и удельной работы цикла со смешанным подводом теплоты выгодно:
· · увеличивать долю теплоты, подводимой при постоянном объеме, и соответственно уменьшить долю теплоты, сообщаемой при постоянном давлении;
· · чем дальше от ВМТ происходит сообщение теплоты, тем в меньшей степени она превращается в механическую работу.
|
|
|
Естественно, что при увеличении 
, как и , растут давление в цикле, что, в конечном счете, на каком-то уровне значений, ограничивается прочностью применяемых материалов.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 552; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!