Двигатель внутреннего сгорани рабочее тело

В поршневых двигателях внутреннего сгорания рабочим телом являются смесь воздуха и горючих газов или паров жидкого топлива (на начальном участке цикла) и газообразные продукты сгорания (на остальных участках цепи). [c.534]

Очевидно, при непосредственном соприкосновении нагревателя с холодильником тепло от первого перейдет ко второму. Однако при этом никакой работы совершено не будет. Для получения работы в тепловом двигателе необходимо привлечь еще одно тело, которое называют рабочим телом. В двигателях внутреннего сгорания рабочим телом является газ, а в паровых турбинах — водяной пар. Нагревателем будут продукты сгорания топлива, а охладителем (холодильником) — атмосфера, куда выбрасывается отработавший газ, или конденсатор, принимающий отработавший водяной пар. [c.14]

Рабочее тело часто представляет собой смесь нескольких газов (компонентов). Так, например, в двигателях внутреннего сгорания рабочим телом являются продукты сгорания, в состав которых входят водород, кислород, окись углерода, азот и другие составляющие. [c.20]

Процесс подвода тепла в идеальных циклах рассматривается без изменения химического состава рабочего тела. В реальных циклах подвод тепла осуществляется в процессе сгорания топлива. При этом в двигателях внутреннего сгорания рабочим телом являются продукты сгорания топлива, а в паровой турбине — пар высокого давления. [c.41]

Для того чтобы тепловой двигатель мог длительное время преобразовывать тепло в механическую работу, он должен работать по замкнутому термодинамическому циклу. Это первое условие преобразования тепла в механическую работу. Тепловая машина должна иметь теплоноситель — второе условие. В двигателях внутреннего сгорания теплоносителем является рабочее тело. Чтобы тепловая машина работала, необходимо наличие сред с разными температурными уровнями — это третье условие. В двигателях внутреннего сгорания рабочее тело имеет высокий уровень температур, а окружающая среда — низкий температурный уровень. [c.54]

Широкое распространение в авиации, на транспорте и отчасти в энергетике в настоящее время получили газовые турбины. В них, как и в двигателях внутреннего сгорания, рабочим телом служит идеальный газ—продукты сгорания топлива. Газовые турбины имеют ряд преимуществ перед двигателями внутреннего сгорания в них отсутствуют инерционные усилия от возвратно-поступательных движений, они имеют меньший вес, большие удельные мощности и др. [c.176]

Нижние пределы давления и температуры — это давление и тедшература окружающей среды (атмосферное давление и температура), в которую удаляется рабочее тело после совершения цикла. В двигателях внутреннего сгорания рабочее тело (про- [c.9]

Рабочим телом называется вещество, при помощи которого осуществляется действительный рабочий цикл двигателя. В поршневых двигателях внутреннего сгорания рабочее тело состоит из окислителя, топлива и продуктов его сгорания. Для большей части двигателей внутреннего сгорания окислителем служит атмосферный воздух, содержащий 21% кислорода (по объему), остальное — инертные газы, в основном азот. На нагрев инертных газов затрачивается часть теплоты сгорания топлива, теряемая с выпускными газами. Возможно применение окислителей с большим содержанием кислорода, чем воздух. [c.22]

В устройствах, работающих по замкнутому циклу, в том числе и в двигателе Стирлинга, необходимо избегать потерь рабочего тела, поскольку такие потери снижают среднее давление цикла и, следовательно, выходную мощность. Имеется много путей для просачивания рабочего тела из внутренней полости двигателя например, водород под действием высоких давлений и температур будет диффундировать сквозь металлические перегородки, изготовленные из больщинства металлов и сплавов (особенно это относится к нержавеющей стали). Однако чаще всего основной причиной утечки является просачивание газа под давлением около поршней и их штоков. На первый взгляд такую утечку можно ликвидировать, установив обычные уплотнения, т. е. металлические кольца или кольца из шнура, поскольку, например, газовые компрессоры работают при давлениях, превышающих давление в двигателях Стирлинга. Однако рабочие температуры в двигателях Стирлинга выше, чем в компрессорах, и это усложняет решение проблемы уплотнений. В двигателях внутреннего сгорания рабочие температуры сопоставимы с температурами в двигателях Стирлинга, однако в двигателях Стирлинга уплотнения должны работать в атмосфе ре, не содержащей масла, поскольку при попадании масла из картера в рабочие полости происходит его пиролиз и образование углеродных отложений, засоряющих теплообменники и особенно высокопористые регенераторы. Кроме того, масло в картере может загрязняться просачивающимся рабочим телом. Усовершенствование уплотнений не должно производиться за счет увеличения трения, поскольку это может привести к недопустимому падению рабочих характеристик на валу двигателя. Из сказанного видно, что создание работоспособной конструкции уплотнения для двигателей Стирлинга с высоким внутренним давлением представляет достаточно серьезную проблему. Этот вопрос рассматривается в разд. 1.7. Необходимо уяснить, что использование газообразного рабочего тела, находящегося под высоким давлением, делает чрезвычайно вероятной утечку газа безотносительно к степени совершенства уплотняющих устройств. Следовательно, чтобы поддерживать выходную мощность двигателя на одном уровне в течение длительного периода эксплуатации, такая утечка должна компенсироваться. Практически это означает, что на двигателях Стирлинга с высоким давлением должен быть установлен компрессор, автоматически нагнетающий сжатый газ в двигатель при падении давления цикла ниже определенного уровня иными словами, должен быть обеспечен процесс подкачки . Компрессор может быть расположен как внутри двигателя, так и вне его. В двигателе с косой шайбой Форд — Филипс имеется внутренний поршневой компрессор, состоящий из небольших порш- [c.81]

Строго говоря, все эти предпосылки не соблюдаются в двигателях внутреннего сгорания, рабочие процессы которых, так же как и идеальные циклы, протекают внутри цилиндра с подвижным поршнем. Рабочими телами в них на разных этапах цикла являются воздух, смесь воздуха с парами топлива, газы — продукты сгорания топлива. Стало быть, состав и количество рабочего тела в цикле меняются, во время расширения или сжатия часть теплоты рассеивается во внешнюю среду. Процесс подвода теплоты фактически является горением топлива, а отвода — выбросом (рабочий процесс не является циклическим — он разомкнут) продуктов сгорания в атмосферу и т. п. [c.53]

Он существенно отличается от выпущенного ранее (А. С. Орлин и др. Двигатели внутреннего сгорания. Рабочие процессы в двигателях и их агрегатах , Т. 1, изд. 2-е, М., Машгиз, 1957) в связи с изменением учебных планов и программ специальности. Данный курс имеет следующие особенности. В основу положено рассмотрение рабочего цикла комбинированного двигателя внутреннего сгорания, состоящего из комплекса компрессионных и расширительных машин (поршневого двигателя, газовых турбин и компрессоров) и устройств для подвода и отвода теплоты (холодильников, теплообменников, камер сгорания), объединенных общим рабочим телом, совершающим единый рабочий цикл. Рабочий цикл обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания рассматривается как частный случай цикла комбинированного двигателя, состоящего из одного поршневого двигателя. Изложение теории двигателей с внутренним и внешним смесеобразованием проводится параллельно. [c.5]

Простейшей термодинамической системой является рабочее тело, осуществляющее взаимное превращение теплоты и работы. В двигателе внутреннего сгорания, например, рабочим телом является приготовленная в карбюраторе горючая смесь, состоящая из воздуха и паров бензина. [c.7]

Поскольку величина б/ пропорциональна увеличению объема, то в качестве рабочих тел, предназначенных для преобразования тепловой энергии в механическую, целесообразно выбирать такие, которые обладают способностью значительно увеличивать свой объем. Этим качеством обладают газы и пары жидкостей. Поэтому, например, на тепловых электрических станциях рабочим телом служат пары воды, а в двигателях внутреннего сгорания — газообразные продукты сгорания того или иного топлива. [c.13]

Чтобы исключить эксергетические потери за счет неравновесного теплообмена с горячим источником теплоты, целесообразно использовать в качестве рабочего тела газы, получающиеся при сгорании топлива. Это удается осуществить в двигателе внутреннего сгорания (ДВС), сжигая топливо непосредственно в его цилиндрах. [c.57]

Термодинамический анализ циклов двигателей внутреннего сгорания различных типов позволяет отметить, что степень совершенства этих двигателей возрастает с увеличением степени сжатия рабочего тела. [c.10]

В 1860 г. французский механик Ленуар построил двигатель внутреннего сгорания, работавший на светильном газе, но без предварительного сжатия рабочего тела. Двигатель не получил широкого распространения, так как имел низкий к. п. д. — не выше к. п. д. паровых машин. В 1862 г. французский инженер Бо-де-Роша запатентовал двигатель, принципы построения которого совпадали с высказываниями Карно. В 1877 г. немецкий инженер Отто по- [c.259]

При исследовании идеальных термодинамических циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания обычно определяют количество подведенной и отведенной теплоты, основные параметры состояния рабочего тела в типичных точках цикла, причем температуры в промежуточных точках вычисляют как функции начальной температуры газа вычисляют термический к. п. д, цикла по основным характеристикам и производят анализ термического к. п. д. [c.260]

Из описания работы процесса реального двигателя внутреннего сгорания с быстрым сгоранием топлива при постоянном объеме видно, что он не является замкнутым. В нем имеются все признаки необратимых процессов трение, химические реакции в рабочем теле, конечные скорости поршня, теплообмен при конечной разности температур и т. п. [c.262]

Анализ такого цикла с точки зрения теории тепловых процессов невозможен, а поэтому термодинамика исследует не реальные процессы двигателей внутреннего сгорания, а идеальные, обратимые циклы. В качестве рабочего тела принимают идеальный газ с постоянной теплоемкостью. Цилиндр заполнен постоянным количеством рабочего тела. Разность температур между источником теплоты и рабочим телом бесконечно малая. Подвод теплоты к рабочему телу осуществляется от внешних источников теплоты, а не за счет сжигания топлива. То же необходимо сказать и об отводе теплоты. [c.262]

Рабочее тело поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты обладает свойствами воздуха. Известны начальные параметры pi = = 0,1 МПа, = 30° С и следующие характеристики цикла е = 7, Я = 2,0 и р = 1,2. [c.153]

Двигатель внутреннего сгорания. Среди способов увеличения КПД тепловых двигателей один оказался особенно эффективным. Сущность его состояла в устранении части потерь теплоты перенесением места сжигания топлива и нагревания рабочего тела внутрь цилиндра. [c.109]

Двигатель Дизеля. Для дальнейшего повышения КПД двигателя внутреннего сгорания в 1892 г. немецкий инженер Рудольф Дизель предложил использовать еще большие степени сжатия рабочего тела. [c.111]

Наиболее существенной особенностью технической работы является то, что ее величина, как видно из выражения (86), прямо пропорциональна начальной температуре газа. Это свойство технической работы лежит в основе рабочего процесса любой тепловой газовой машины. Например, в двигателе внутреннего сгорания всегда рабочее тело вначале сжимается, затем подогревается и расширяется. В соответствии с изложенным работа, затраченная при сжатии холодного газа, меньше работы, которую он произведет после подогрева при расширении до первоначального давления. Из разности этих работ, собственно говоря, и получается полезная работа, совершаемая двигателем внутреннего сгорания. [c.36]

Проблема повышения экономичности поршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных установок и реактивных двигателей связана с дальнейшим увеличением температуры рабочего тела в процессе подвода теплоты, что должно быть обеспечено путем создания новых жаропрочных материалов, разработки новых способов охлаждения рабочих элементов тепловых двигателей (цилиндры, поршни, лопатки). Одним из перспективных направлений, связанных с проблемой повыше-132 [c.132]

Обычно теплоту переводят в работу двумя способами рабочее тело высокого давления и температуры расшир 1ют так, что в результате совершается полезная работа, например в поршневом двигателе внутреннего сгорания [c.105]

Цикл двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объеме. Принцип действия двигателей с подводом теплоты при постоянном объеме виден из рис. 8.11. Кривая 1—2 — адиабатическое сжатие рабочего тела участок 2—3 соответствует изохорическому подводу теплоты, а 3—4 — адиабатическому расширению [c.524]

Существенным недостатком двигателей внутреннего сгорания являются возвратно-поступательное движение поршня н наличие больших инерционных усилий, что не позволяет создавать поршневые двигатели больших мощностей с малыми габаритными размерамй и массой. В газовой турбине, как и в двигателе внутреннего сгорании, рабочим телом являются продукты сгорания жидкого или газообразного топлива, но возвратно-поступательное движение заменено вращательным движением колеса под действием струи газа (рис. 7.3, а). Кроме того, в турбине осуществляется полное адиабатное расширение продуктов сгорания до давления наружного воздуха, с чем связан дополнительный выигрыш работы (ил. 4 414 на рис. 7.3, б). Это обстоятельство, а также ротационный принцип работы газотурбинного двигателя позволяют выполнять его быстроходным, с высокой частотой вращения, большой мощности в (Отдельном агрегате при умеренных размерах и небольшой массе. [c.115]

Рабочий процесс теплового двигателя любого типа может бьггь осуществлен при наличии источника теплоты с температурой называемого нагревателем, и охладителя с температурой Тг< называемого холодильником. Очевидно, при непосредственном соприкосновении нагревателя с холодильником теплота от первого перейдет ко второму. Однако при этом никакой работы совершено не будет. Чтобы получить работу в тепловом двигателе необходимо привлечь еще одно тело, которое называют рабочим телом. В двигателях внутреннего сгорания рабочим телом является газ, а в паровых турбинах водяной пар. Нагревателем будут продукты сгорания топлива, а охладителем (холодильником) — атмосфера, куда выбрасывается отработавший газ, или конденсатор, принимающий отработавший водяной пар. [c.84]

Характеристики состояд1ия. В локомотивных двигателях внутреннего сгорания рабочим телом служат воздух и продукты сгорания топлива. При расчетах рабочих процессов двигателей считают, что воздух и продукты сгорания являются идеальными газами, т. е. у них отсутствуют силы сцепления между молекулами, а сами молекулы представляют собой материальные точки. Массу рабочего тела, участвующего в процессе преобразования энергии, измеряют в килограммах (О) или киломолях (М), при этом они связаны соотношением 0=тМ, где т — молярная масса, кг/кмоль. [c.148]

В тепловых двигателях преобразование теплоты в работу осуществляется при помощи так называемого рабочего тела. Например, в двигателях внутреннего сгорания, а также в газотурбинных установках рассматриваются процессы, в которых рабочим телом является газ. В паровых двигателях рассматриваются процесссы, где рабочим телом является пар, легко переходящий из парообразного состояния в жидкое и, наоборот, — из жидкого в парообразное. [c.12]

Основными недостатками поршневых двигателей внутреннего сгорания ЯВЛЯЮТСЯ ограниченность их мощности и невозможность адиабатного расширения рабочего тела до атмосферного даЕления. Эти недостатки отсутствуют в газотурбинных установках, где рабочим телом являются продукты сгорания жидкого или газооб )азного топлива. Рабочее тело, имеющее высокие температуру и данлеиие, из камеры сгорания направляется в комбинированное сопло, в котором оно расширяется и с большой скоростью поступает на лопатки газовой турбины, где используется его кинетическая энергия для получения механической работы. [c.278]

Пароту рбнииые установки отличаются от двигателей внутреннего сгорания тем, что продукты сгорания топлива являются только промежуточным теплоносителем, а рабочим телом служит пар какой-либо жидкости, чаще всего водяной пар. [c.296]

Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при р = onst определить параметры в характерных точках, полезную работу, количество подведенной и отведенной теплоты и термический к. п. д., если дано pi 100 кПа, = 70 е — 12 k 1,4 р — 1,67. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной. [c.149]

Для полного сгорания в составе смеси на один килограмм бензина должно приходиться не менее пятнадцати килограммов воздуха. Это означает, что рабочим телом в двигателях внутреннего сгорания фактически является воздух, а не пары бензина. В отличие от паровых мапхин здесь топливо сжигается для нагревания газа, а не для превращения жидкости в пар. Правда, наряду с нагреванием воздуха происходит и частичное изменение его состава вместо молекул кислорода появляется несколько большее количество молекул углекислого газа и водяного [c.109]

После Великой Октябрьской социалистической революции в нашей стране широкое развитие колучили исследования в области термодинамики м других теоретических основ теплотехники. Особо следует отметить большие работы таких научных учреждений, как Всесоюзный теплотехнический институт им. Ф. Э. Дзержинского, Центральный котлотурбинный институт им. И. И. Ползунова, Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского АН СССР, Московский энергетический институт. Центральный аэрогидродина-мический институт и ряддругих. Были проведены экспериментально обоснованные расчеты рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания, газовых течений и разработаны теории расчета газотурбинных и ракетных двигателей. Проводились обширные исследования теплофизических свойств большого количества рабочих тел (вода, ртуть, холодильные агенты, жидкие горючие и окислители). Водяной пар, имеющий широкое применение в теплоэнергетике, исследовался весьма тщательно в больших диапазонах давлений и температур. Здесь следует выделить работы М. П. Вукаловича, [c.8]

Работоспособность теплоты, выделяющейся при сгорании топлива. Рассмотрим какой-либо из двигателей внутреннего сгорания. В том случае, когда топливо сгорает полностью и утечек теплоты нет, количество выделившейся теплоты и температура газообразных продуктов сгорания будут иметь наибольшие из возможных в данных условиях значения q и Т (где q — количество теплоты, отнесенной к 1 кг рабочего тела). Если удельный расход топлива составляет g кг (т. е. на 1 кг рабочего тела в двигателе сжигается g кг топлива), то q представляет собой теплоту, EыдeливцJyю я при сгорании g кг топлива. [c.516]

Совершенство процесса сжигаии5 топлива оценивается обычно отношением действительно переданной рабочему телу теплоты д к это отношение в паросиловых установках называют к. п. д. котельной, а в двигателях внутреннего сгорания — к. п. д. камеры сгорания и обозначают через [c.518]

Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) благодаря высокой экономичности, небольшой массе, быстрому запуску нашли широкое примеиеиие в различных отраслях промышленности, особенно в авиации и на транспорте. ДВС относятся к тепловым двигателям, в которых все рабочие процессы протекают внутри рабочих цилиндров. Рабочим телом в ДВС являются в начале воздух или смес] , воздуха с топливом, а в конце — смесь газов, образовавшаяся при сгорании топлива. Теплота к рабочему телу подводится от сжигаемого топлива внутри цилиндров двигателя, в которых расширяющийся от нагревания газ перемещает поршень. Полученная газом эиергия частично расходуется на совершение механической работы, а остальная часть отдается окружающей среде. [c.67]

Тепловые двигатели, в которых подвод теплоты к рабочему телу осуществляется в результате сгорания топлива внутри данного двигателя, называются двигателями внутреннего сгорания. В таких двигателях топливо сгорает в цилиндре или в камере сгорания двигателя, а рабочим телом являются некон-денсирующиеся газы — воздух и продукты сгорания. Причем на первом этапе рабочим телом является воздух или смесь воздуха с парами топлива, а на втором этапе — газообразные про-9 131 [c.131]

Внутренние превращения характерны для поведения рабочих тел многих энергетических и технологических установок двигателей внутреннего сгорания, плазмотронов, металлургических печей. Для определения параметров равновесного состояния здесь уже недостаточно полученных ранее термодинамических соотношений, устанавливающих связь между температурой, давлением, плотностью, энтропией, внутренней энергией и т. п. Но как будет показано далее, термодинамические методы полностью распространимы и на химически реагирующие системы. [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...