Рабочее тело сгорания

По линии Г2 происходит адиабатное сжатие рабочего тела (воздуха) в компрессоре по линии 2-3 осуществляется изобарный подвод тепла к рабочему телу (сгорание топлива) линия 3-4— адиабатное расширение рабочего тела (продуктов сгорания) линия 4-1 — изобарный отвод тепла (/г от рабочего тела (выхлоп отработавших газов). [c.231]

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]

Как показано в 3.3, наибольший термический КПД в заданном диапазоне температур имеет цикл Карно. При его осуществлении предполагается использование горячего источника с постоянной температурой, т. е. фактически с бесконечной теплоемкостью. Между тем на практике в работу превращается теплота продуктов сгорания топлива, теплоемкость которых конечна. Отдавая теплоту, они охлаждаются, поэтому осуществить изотермическое расширение рабочего тела при максимальной температуре горения не удается. В этих условиях необходимо установить общие принципы, определяющие наибольшую термодинамическую эффективность теплосилового цикла, в частности, с позиций потери эксергии. [c.56]

В теплосиловых установках энергия топлива сначала превращается в тепловую путем его сжигания, а полученная теплота используется для выработки механической энергии. Поскольку горение — неравновесный процесс, он связан с потерей работоспособности тем большей, чем ниже температура Т получаемых продуктов сгорания. Действительно, из формулы (5.31) видно, что эксергия рабочего тела в потоке е возрастает с увеличением ht= p Ti, все более приближаясь по мере увеличения Гi к теплоте реакции. В современных паровых кот- [c.56]

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]

Используя в качестве рабочего тела неразбавленные продукты сгорания (с максимальной эксергией), ДВС имеют самый высокий из всех тепловых машин КПД. Однако инерционные силы, связанные с возвратно-поступательным движением поршня, возрастают с увеличением как размеров цилиндра, так и частоты вращения вала, что затрудняет создание ДВС большой мощности. Большим их недостатком являются и высокие требования к качеству потребляемого топлива (жидкого или газа), [c.59]

Дело в том, что с увеличением Т з возрастает эксергия рабочего тела перед турбиной ез = Ср(Тз То)—Та зз — So) (см. формулу (5.31)], т. е. уменьшаются потери эксергии при сгорании, поскольку эксергия исходного топлива постоянна (равна теплоте его сгорания). Это и увеличивает КПД цикла. [c.61]

Современная стационарная теплоэнергетика базируется в основном на паровых теплосиловых установках. Продукты сгорания топлива в этих установках являются лишь промежуточным теплоносителем (в отличие от ДВС и ГТУ), а рабочим телом служит чаще всего водяной пар. [c.61]

Между тем металлы, которыми располагает современное машиностроение, позволяют перегревать пар до 550— 600 С. Это дает возможность уменьшить потери эксергии при передаче теплоты от продуктов сгорания к рабочему телу и тем самым существенно увеличить эффективность цикла. Кроме того, перегрев пара уменьшает потери на трение при его течении в проточной части турбины. Все без исключения тепловые электрические станции на органическом топливе работают сейчас на перегретом паре, а иногда пар на станции перегревают дважды и даже трижды. Перегрев пара все шире применяется и на атомных электростанциях, особенно в реакторах на быстрых нейтронах. [c.63]

Чтобы отличить от принятой в термодинамике удельной энтальпии, отнесенной к 1 кг рабочего тела, энтальпию продуктов сгорания обозначают Н, а не h. [c.128]

Рабочим телом ГТУ служат продукты сгорания топлива, в качестве которого используется природный газ, хорошо очиш,енные искусственные газы (доменный, коксовый, генераторный) и специальное газотурбинное жидкое топливо (прошедшее обработку дизельное моторное и соляровое масло). [c.174]

С развитием электрификации и химизации в СССР роль теплотехники с каждым годом возрастает. Мощные паротурбинные установки на электростанциях с применением пара высоких параметров, внедрение комбинированных установок с одновременным использованием в качестве рабочих тел как водяного пара, так и продуктов сгорания, теплофикация городов, развитие реактивных двигателей и газотурбинных установок, отвод огромных тепловых потоков в ядерных реакторах для получения электроэнергии, переход к промышленному использованию магнитогидродинамического метода для непосредственного преобразования теплоты в электрическую энергию, широкое использование в народном хозяйстве холода и многие другие проблемы современной науки и техники необычайно расширили область теплотехники и все время ставят перед ней новые исключительно важные физические задачи. [c.3]

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]

В парогазовых установках в качестве рабочих тел используют продукты сгорания топлива в газовых турбинах, после которых они поступают в парогенераторы для получения водяного пара. [c.322]

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]

ТИ — топливный насос КС—камера сгорания ГТ — газовая турбина ВК — воздушный компрессор ПД — пусковой двигатель Р — регенеративный подогреватель. Цикл этой установки представлен на рис. 42. Известны параметры Ц = 30° С и = 400° С, а также степень повышения давления в цикле А, = 6. Рабочее тело — воздух [c.156]

Так как температура в камере сгорания достигает 2500—3200 К, а температура на входе в канал генератора 2400—2600 К, существуют значительные трудности в выборе материалов стенок. Эти трудности обусловливаются тем, что к материалу стенок канала предъявляются требования по обеспечению большого ресурса работы и способности выступать в роли проводящих и непроводящих элементов при высоких температурах и при высокой химической активности рабочего тела (продукты сгорания с добавкой калия). Для выполнения этих требований и обеспечения совместимости элементов конструкции друг с другом применяются описанные нами покрытия. [c.210]

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]

Полученные выражения для справедливы и для паросиловых установок. Так как сгорание топлива и передача тепла от продуктов сгорания к рабочему телу происходят в этих установках при постоянном давлении, то теплоемкость с равна теплоемкости Ср газообразных продуктов сгорания. [c.517]

Так как в теоретическом цикле температура рабочего тела в процессе подвода теплоты всегда меньше температуры теплоотдатчика (например, горячих продуктов сгорания), то во всех случаях целесообразно, если только к тому имеется возможность, отдельные участки процесса нагрева рабочего тела проводить при возможно более высокой температуре. Также целесообразно использовать теплоту отходящих продуктов сгорания для первоначального нагревания рабочего тела на начальном участке цикла, когда температура рабочего тела ближе к температуре окружающей атмосферы. Из сказанного ясно, что оптимизация теоретического цикла состоит в таком изменении цикла, чтобы, во-первых, средняя температура подвода теплоты в цикле оказалась возможно более высокой, приближающейся к предельно допустимой для данной конструкции двигателя величине, а средняя температура отвода теплоты была бы возможно более низкой, приближающейся к температуре окружающей атмосферы во-вторых, конфигурация никла была бы по возможности близкой к форме обобщенного цикла Карно. В какой мере каждая из этих возможностей может быть реализована, зависит от конкретных условий. [c.525]

В паросиловых установках необратимость процесса подвода теплоты обусловлена значительной разницей в температурах теплоотдатчика, которым являются горячие продукты сгорания топлива, и рабочего тела. [c.526]

На рис. 22.11 изображен цикл газотурбинной установки на, ру-диаграм>, е с подводом удельной теплоты при р — onst. Он состоит из двух адиабат и двух изобар. По линии 1-2 происходит адиабатное сжатие рабочего тела (воздуха) в компрессоре по линии 2-3 осуш,еств-ляется изобарный подвод удельной теплоты к рабочему телу (сгорание топлива) линия 3-4 — адиабатное расширение рабочего тела (продуктов сгорания) линия 4-1 — изобарный отвод удельной теплоты <7а от рабочего тела (выхлоп отработанных газов). [c.232]

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]

Газовый МГД генератор имеет существенные преимущества по сравпеыию с обычной паротурбинной установкой. В паротурбинной установке химическая энергия топлива сначала переходит во внутреннюю энергию продуктов сгорания, которая в котельной установке частично передается воде и водяному пару, а энергия пара в турбогенераторе создает электрическую энергию. В МГД генераторе рабочим телом служит ионизированный проводящий газ, движущийся в магнитном поле и являющийся одновременно проводником, что обусловливает более простую конструкцию установки. Кроме того, применение более высоких температур, получающихся в процессе горения, и отсутствие динамических и механических напряжений в МГД генераторе увеличивают эс1)фективпый к. п. д. [c.325]

На рис. 20-10 изображен Ц[1кл МГД установки в Ts-диаграмме. Компрессор сжимает воздух в процессе 1-2. Затем воздух подогревается в регенераторе (до точки d процесс 2-d). В камере сгорания происходит дальнейший нагрев рабочего тела до 2930—3030° С (точка Л). Пл. dSekd соответствует теплоте, выделившейся при сгорании топлива. Образовавшиеся газы из камеры вытекают в канал генератора электрического тока, проходя через сильное магнитное поле. За каналом генератора температура рабочего тела падает до значения в точке 4. В идеальном МГД генераторе [c.327]

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]

Работу ракетного двигателя можно представить в виде последовательности квазиравновесных процессов, таких как нагревание топлива, его горение, расширение продуктов сгорания до давления истечения из сопла. Особенность их состоит в зависимости химического состава продуктов сгорания от условий проведения процесса. Термодинамика позволяет рассчитать равновесный молекулярный состав газов на каждом из этапов работы двигателя, если известны необходимые свойства исходных веществ и продуктов сгорания. В итоге удается отделить термодинамические задачи от газодинамических и оценить удельную тягу двигателя при заданном топливе или, не прибегая к прямому эксперименту, подобрать горючее и окислитель, обеспечивающие необходимые характеристики двигателя. Другой пример — расчет электропроводности низкотемпературной газовой плазмы, являющейся рабочим телом в устройствах для магнитно-гидродинамического преобразования теплоты в работу. Электропроводность относится к числу важнейших характеристик плазмы она пропорциональна концентрации заряженных частиц, в основном электронов, и их подвижности. Концентрация частиц может сложным образом зависеть от ис- ходного элементного состава газа, температуры, давления и свойств компонентов, но для равновесной плазмы она строго рассчитывается методами термодинамики. Что касается подвижности частиц, то для ее нахождения надо использовать другие, нетермодипамические методы. Сочетание обоих подходов позволяет теоретически определить, какие легкоионизирующиеся вещества и в каких количествах следует добавить в плазму, чтобы обеспечить ее требуемую электропроводность. [c.167]

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]

В конце такта сжатия происходит воспламенение горючей смеси электрической искрой. Быстрое сгорание паров бензина сопровождается передачей рабочему телу — воздуху — количества тепла, резким возраста-ввем температуры, давления воздуха и продуктов сгорания. За [c.110]

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]

Парогазовый цикл представляет собой бинарный цикл, в котором используются два рабочих тела — продукты сгорания и водяной пар. В газовом цикле температура газов на входе в т фбину 900—1000 С, а на выходе 350 С и более. В паросиловых установ- [c.177]

Газовый и паровой циклы могут быть объединены в газопаро-вом цикле (рабочим телом такого цикла является парогазовая смесь, состоящая из продуктов сгорания и водяного пара). В парогазовых установках впрыск воды перед турбиной приводит к снижению температуры газов и одновременно к увеличению энтальпии рабочего тела, так как удельная энтальпия воды больше, чем у продуктов сгорания. Такой цикл был предложен академиком С. А. Христиановичем. [c.178]

Циклы, в, которых теплота подводится и отводится раздельно от совершения полезной внешней работы, используются в паросиловых установках и газовых турбинах со сгоранием топлива при р = onst. С практической точки зрения такие циклы представляют известные преимущества, так как позволяют нагревать и охлаждать рабочее тело в одних узлах установки, например в паровом котле и конденсаторе, а производить полезную работу в других узлах (в паровой или газовой турбине). [c.516]

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]

Приращение энтропии системы А5 за один цикл, отнесенное к 1 кг рабочего тела, равно сумме приращений энтропии теплоотдатчика (продуктов сгорания топлива) кзто и теплоприемника (окружающей среды) Д5, т. е. [c.518]

В качестве рабочих тел тепловых двигателей), процесс подвода теплоты может быть приближен к изотермическому, если он будет состоять из чередующихся процессов подвода небольшого количества теплоты при р = onst с последующим адиабатным расширением в небольшом интервале давлений (рис. 15.3). Такой процесс может быть осуществлен, например, в газовой турбине при ступенчатом сжигании топлива с последующим расширением продуктов сгорания в отдельных ступенях турбины. После расширения в одной из ступеней турбины рабочее тело подается в промежуточную камеру сгорания, где его температура за счет дополнительного сжигания топлива доводится до первоначальной. Чем больше таких ступеней и чем меньше расширение в каждой из ступеней, тем ближе кривая процесса, представляющая собой пилообразную линию, к изотерме. [c.524]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...