Физические основы теплотехники. Часть I. Термодинамика. Панов В.К. - 144 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КамчатГТУ | Петропавловск-Камчатский

Составители: 

Рубрика: 

§ 35. Двигатели внутреннего сгорания 136
Поэтому процесс 4–1 с т чностью, как и 2–3, мо-
жет считаться из пуск газов про-
исходит при обра цессы
а–1 и 4–а
изображены (рис. 7.1,
а) пунктиром (условно), потому что в
них количество вещества меняется.
Главный интер с точки зрения техни-
ческой
акой же то
охорным. Окончательный вы
тном ходе поршня
4–а. Про
ес к любому циклу
термодинамики вызывает вопрос о КПД.
Для любого цикла
η
т
=
1
2
1
Q
Q
−
.
В цикле Отто теплообмен происходит в изохорных
процессах, поэтому
Q
1
= с
v
m(T
3
– T
2
), (7.1)
Q
2
= с
v
m(T
1
– T
4
), (7.2)
)(
)(
1
23
14
т
TTmс
TTmс
v
v
−
−
−=
η
. (7.3)
Считая теплоемкость в первом приближении не завися-
щей от температуры, последнее выражение приведем к виду
2
1
23
14
т
)1/(
)1/(
1
T
T
TT
T
T
−
−
−=
η
. (7.4)
Используем уравнения адиабатного процесса (
T
1
V
1
k –1
= T
2
V
2
k –1
,
4.24)
(7.5)
k –1
. T
4
V
4 3
V
3
(7.6)
Разделив (7.6) на (7.5) и учтя, что V
1
= V
4
, V
2
= V
3
, полу-
чим: Т
4
/Т
1
= Т
3
/Т
2
. Значит, первая дробь в (7.4) равна 1.
Далее из уравнения (7.5) следует, что
Т
1
/Т
2
= (V
2
/V
1
)
k –1
. (7.7)
Отношение
ε
= V
1
/V
2
называют степенью сжатия. Это
конструктивная характеристика двигателя, равная отношению
объема цилиндра к объему камеры сгорания. С учетом этого
из (7.4) получается выражение
k –1
= T
1
т
1
1
−
−=
k
ε
η
. (7.8)
Оно показывает, что КПД цикла Отто определяется
единственным, причем конструктивным, параметром — сте-
пенью сжатия и совсем немного (через k) зависит от того, ка-
кой газ будет рабочим телом. Чем больше степень сжатия, тем 
§ 35. Двигатели внутреннего сгорания
136

Поэтому процесс 4–1 с такой же точностью, как и 2–3, мо-
жет считаться изохорным. Окончательный выпуск газов про-
исходит при обратном ходе поршня 4–а. Процессы а–1 и 4–а
изображены (рис. 7.1, а) пунктиром (условно), потому что в
них количество вещества меняется.
     Главный интерес к любому циклу с точки зрения техни-
ческой термодинамики вызывает вопрос о КПД.
     Для любого цикла
                                      Q2
                          ηт = 1 −       .
                                      Q1
     В цикле Отто теплообмен происходит в изохорных
процессах, поэтому
                   Q1 = сv m(T3 – T2),          (7.1)
                   Q2 = сv m(T1 – T4),          (7.2)
                                сv m (T4 − T1 ) .             (7.3)
                      ηт = 1−
                                сv m (T3 − T2 )
       Считая теплоемкость в первом приближении не завися-
щей от температуры, последнее выражение приведем к виду
                                 (T / T − 1) T1
                       η т =1− 4 1                .           (7.4)
                                 (T3 / T2 − 1) T2
       Используем уравнения адиабатного процесса (4.24)
                          T1V1 k –1 = T2V2 k –1,              (7.5)
                          T4V4 k –1 = T3V3 k –1.              (7.6)
       Разделив (7.6) на (7.5) и учтя, что V1 = V4, V2 = V3, полу-
чим: Т4 /Т1 = Т3 /Т2. Значит, первая дробь в (7.4) равна 1.
       Далее из уравнения (7.5) следует, что
                         Т1 /Т2 = (V2 /V1) k –1.              (7.7)
       Отношение ε = V1 /V2 называют степенью сжатия. Это
конструктивная характеристика двигателя, равная отношению
объема цилиндра к объему камеры сгорания. С учетом этого
из (7.4) получается выражение
                                       1
                          ηт = 1 −            .               (7.8)
                                     ε k −1
      Оно показывает, что КПД цикла Отто определяется
единственным, причем конструктивным, параметром — сте-
пенью сжатия и совсем немного (через k) зависит от того, ка-
кой газ будет рабочим телом. Чем больше степень сжатия, тем

Страницы