Теоретические основы теплотехники - 65 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

V
3
= αV
h
;
3
33
3
RT
Vp
m =
;
2
1
34
n
VV β= ; m
4
= m
3
;
Rm
Vp
T
4
44
4
= .
Теперь можно рассчитать температуру t
1
во втором приближении, считая, что средние теплоемко-
сти газа одинаковы:
вс
всвс
mm
tmtm
t
+
+
=
4
44
1
,
где
вс
вс
)(
RT
VVp
m
411
−
=
.
Далее повторяют все предыдущие расчеты, и итерации прекращают, когда последующее значение t
1
станет практически совпадать с предыдущим. Процесс итераций быстро сходится, и после двух-трех
приближений переходят к расчету характеристик каждого из процессов (работы l
1-2
, l
2-3
, l
3-4
, l
4-1
и коли-
чества тепла q
1-2
, q
2-3
, q
3-4
, q
4-1
) и цикла в целом: l
пр
, η
из
, η
об
и др.
1.7.3 Циклы поршневых ДВС
Наука опережает время, когда ее крылья раскованы фантазией
М. Фарадей
Т
епловые двигатели предназначены для преобразования теплоты в работу. Необходимая для этого тепло-
та получается при сжигании различных топлив. Если это сжигание производится вне машины (в
специальном котлоагрегате, например), то говорят о двигателях с внешним сгоранием. В двигателях
внутреннего сгорания (ДВС) сжигание топлива производится непосредственно в рабочем пространстве
машины, например в цилиндре поршневого двигателя.
Очень схематично устройство поршневого ДВС показано на рис. 1.63. В
рабочем цилиндре 4 с поршнем 5 происходит трансформация теплоты в рабо-
ту, и поступательное движение поршня превращается во вращательное с по-
мощью кривошипно-шатунного механизма 6. В крышке цилиндра распо-
ложена камера сгорания и впускной 1 и выпускной 3 клапаны с принудитель-
ным приводом. Там же находится или свеча зажигания (или топливоподающая
форсунка) 2.
Рабочий процесс такого двигателя совершается так: при ходе поршня от
верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней (НМТ) открывается всасывающий
клапан и в рабочий цилиндр засасывается или подготовленная горючая смесь
(в карбюраторных двигателях), или воздух (в дизельных машинах). При пере-
мене направления движения поршня всасывающий клапан закрывают и проис-
ходит сжатие этого рабочего тела. Когда поршень достигнет ВМТ (а точнее –
чуть-чуть раньше этого момента) горючую смесь поджигают с помощью сильного электрического раз-
ряда, или впрыскивают под очень высоким давлением мелко распыленное дизельное топливо, которое
быстро испаряется и самовоспламеняется, поскольку к концу сжатия температура воздуха заметно воз-
растает. При закрытых клапанах происходит сгорание попавшего в цилиндр топлива, температура и
давление продуктов сгорания значительно повышаются, и далее, когда поршень начинает двигаться к
НМТ, происходит расширение продуктов сгорания. Процессы сгорания и расширения составляют рабо-
чий ход поршня, когда совершается полезная работа. Когда поршень приходит к НМТ, открывают выпу-
скной клапан и продукты сгорания получают возможность выхода в атмосферу. При движении поршня к
ВМТ происходит выталкивание дымовых газов, которое заканчивается, когда при подходе к ВМТ закры-
вают выпускной клапан, а следом за тем вновь открывают впускной клапан и все повторяется вновь. Так
работают четырехтактные двигатели, получившие наибольшее распространение.
У двухтактных машин все процессы совершаются за два хода поршня (за один оборот коленчатого
вала). Здесь процессы выталкивания и всасывания заменяются принудительной продувкой цилиндра,
2
3
4
5
ВМТ
НМТ
6
1

Страницы