Принципиальное отличие термодинамических циклов ДВС и ГТУ
Газотурбинным двигателем (ГТД) называется ТД, в котором процессы, образующие цикл, происходят в различных элементах двигателя: осевом компрессоре, одной или нескольких камерах сгорания и одной или нескольких газовых Турбинах, а в ДВС процессы образующие цикл происходят в одном элементе двигателя!
В ДВС предполагается, что:
1) рабочим телом является идеальный газ;
2) количество, состав, теплоёмкость рабочего тела на всех стадиях цикла не изменяется ;
По способу подвода теплоты, циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (ПДВС) делятся на три группы:
1) цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (v = idem), называемый циклом Отто;
2) цикл с подводом теплоты при постоянном давлении (р = idem), называемый циклом Дизеля;
3)цикл со смешанным подводом теплоты (v = idem, p = idem), называемый циклом Тринклера или Сабатэ.
Газотурбинные двигатели подразделяются на газотурбинные установки (ГТУ), используемые, в частности, в качестве энергопривода центробежных нагнетателей на компрессорных станциях магистральных газопроводов, и турбореактивные двигатели (ТРД), применяемые в авиации.
По способу подвода теплоты циклы ГТУ делятся на две группы:
1) цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (v = idem) или цикл Гемфри;
2) цикл с подводом теплоты при постоянном давлении (р = idem) или цикл Брайтона.
19) Термодинамический цикл с подводом теплоты при v = idem (цикл Отто).
Термодинамический цикл Отто в координатах p-v. Цикл Отто состоит из двух адиабат и двух изохор - v = idem.
Термический КПД цикла Отто определяется по формуле: , где степень сжатия газа
k- показатель адиабаты.
Термический КПД цикла Отто возрастает с увеличением степени сжатия е и показателя адиабаты к.
С точки зрения роста термического КПД выгодно увеличивать степень сжатия . Однако, осуществлять сжатие до слишком высоких значений ( > 12) не удается, т.к. по достижении определенного значения температуры РТ оно самовоспламеняется еще до прихода поршня в ВМТ. величина зависит от качества топлива.
20)Термодинамический цикл с подводом теплоты при р= idem (цикл Дизеля).
Термодинамический цикл Дизеля в координатах p-v. Цикл Дизеля состоит из двух адиабат , изобары и изохоры (v = idem).
Термический К.П.Д цикла Дизеля определяется по формуле: , где степень предварительного расширения газа в процессе c-z (при р= idem), к- показатель адиабаты.
Термический КПД цикла Дизеля возрастает с увеличением степени сжатия газа и с уменьшением степени предварительного расширения газа .
21)Термодинамический цикл со смешанным подводом теплоты при v = idem и р = idem (цикл Тринклера)
В отличие от дизельного в двигателе со смешанным подводом теплоты топливо подается через форсунку Ф в форкамеру ФК, расположенную в цилиндре Ц. Топливо в форкамере ФК самовоспламеняется.
Горение топливно-воздушной смеси начинается в форкамере ФК и заканчивается в цилиндре Ц.
Термодинамический цикл Тринклера в координатах p-v. Цикл Тринклера состоит из двух адиабат , двух изохор (v = idem) и изобары (р = idem).
Термический КПД цикла Тринклера определяется по формуле: ,
где степень повышения давления газа - см. рис. 96; к - показатель адиабаты.
22)Из сопоставления термических КПД циклов Тринклера (с подводом теплоты при v= idem и р = idem) и Отто (с подводом теплоты при v = idem) следует, что в этих циклах:
при одинаковой степени сжатия газа
23)Из сопоставления термических КПД циклов Тринклера (с подводом теплоты при v= idem и р = idem) и Отто (с подводом теплоты при v = idem) следует, что в этих циклах:
при одинаковой наивысшей температуре Т
24)Из сопоставления термических КПД циклов Тринклера (с подводом теплоты при v= idem и р = idem) и Дизеля (с подводом теплоты при р = idem) следует, что в этих циклах:
при одинаковой степени сжатия газа
25)Из сопоставления термических КПД циклов Тринклера (с подводом теплоты при v= idem и р = idem) и Дизеля (с подводом теплоты при р = idem) следует, что в этих циклах:
при одинаковой наивысшей температуре Т
26)
27)
33. Как изменится термический ηt циклов ДВС при уменьшении значения степени сжатия?
При уменьшении значения степени сжатия термический ηt циклов ДВС уменьшается.