Теоретические основы теплотехники - 66 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

занимающей некоторую часть хода поршня (и вниз, и вверх). Другая (большая) часть хода используется
для процессов расширения и сжатия рабочего тела.
На рис. 1.64 приведена индикаторная диаграмма современного четырехтактного ДВС, на которой
показаны все четыре такта. Отметим, что в течение каждого цикла исходное рабочее тело превращается
в дымовые газы и затем они выбрасываются из машины, т.е. индикаторная диаграмма не является иде-
альным термодинамическим круговым процессом, который мы и называли термодинамическим циклом.
Однако изучение идеальных циклов дает нам возможность оценивать степень их совершенства, перено-
ся полученные выводы на реальные машины.
Чтобы идеализировать реальный цикл, полагают, что:
– рабочее тело в цикле – это идеальный газ с постоянными свойствами;
– цикл замкнут (учитывая, что работы в процессах выталкивания и всасывания практически одина-
ковы и лишь противоположны по знаку, эти процессы заменяют обратимым изохорным процессом от-
вода тепла, что делает цикл замкнутым);
– необратимый процесс сгорания, связанный с химическими изменениями состава газа заменяется
обратимым процессом подвода равнозначного количества тепла извне.
Все эти принимаемые допущения, казалось бы весьма далекие от реальной действительности, по-
зволяют тем не менее получить расчетные результаты, весьма хорошо совпадающие с результатами
экспериментальных измерений основных характеристик цикла.
На рис. 1.65 приведены p–v и T–s диаграммы идеализированного цикла дизельного ДВС со смешан-
ным подводом тепла, когда часть его подводится при v = const (мгновенное сгорание первых порций топ-
лива), а другая часть – при p = const, так как последующие порции впрыснутого топлива сгорают по мере
их нагревания, разложения и испарения.
Обычно цикл ДВС задается параметрами начальной точки 1 (p
1
, T
1
), значениями таких характеристик
как степень сжатия ε = v
1
/ v
2
, степень повышения давления λ = р
3
/ р
2
, степень предварительного расши-
рения ρ = v
4
/ v
3
, и показателями политроп сжатия n
1
и расширения n
2
. Как правило 1,0 < n
1
< n
2
< k, и
значения показателей политроп зависят от интенсивности теплообмена между рабочим телом и стенка-
ми цилиндра, которые приходится специально охлаждать, чтобы уменьшить теплонапряженность дета-
лей цилиндропоршневой группы.
Параметры рабочего тела в ха-
рактерных точках цикла определяют-
ся тогда по формулам:
R
vp
T
11
1
= ;
12
1
pp
n
ε= ; v
2
= v
1
/ ε;
R
vp
T
22
2
= ; p
3
= λ p
2
; v
3
= v
2
;
T
3
= λT
2
; p
4
= p
3
; v
4
= ρ v
3
; T
4
= ρT
3
;
1
22
2
1
1
1
2
1
2
3
5
4
45
n
nn
n
p
v
v
p
v
v
p
v
v
pp
λε=
ε
ρ
λ=
ρ
=
=
;
v
5
= v
1
;
R
vp
T
55
5
= .
После расчета этих параметров по известным формулам рассчитывают характеристики процессов.
Для политропного процесса 1–2:
)(
21
1
21
1
TT
n
R
l −
−
=
−
;
)(
12
1
1
21
1
2
1
TT
n
kn
cq
t
t
vm
−
−
−
=
−
; )(
1221
2
1
TTcu
t
t
vm
−=∆
−
;
)(
1221
2
1
TTch
t
t
pm
−=∆
−
;
1
2
1
1
21
1
2
1
T
T
n
kn
cs
t
t
vm
ln
−
−
=∆
−
.
1
p
v
2
3
4
5
1
T
s
2
4
3
5
n
1
n
2
V
V
1
2
=ε
p
p
3
2
=λ
V
V
4
3
=ρ
q
1p
q
1v
q
2v
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Рис. 1.65 р–v и T–s диаграммы четырехтактного
порш
невого ДВС

Страницы