Двигатели газовые поршневые — Циклы

Стремление повысить верхний температурный предел для получения более высокого к. п. д. привело к комбинированному газовому циклу, в котором в области высоких температур используется поршневой двигатель внутреннего сгорания, а в области умеренных температур—газовая турбина или газовая поршневая машина. [c.243]

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]

Поэтому агрегаты с газовыми поршневыми двигателями, работающими по циклу со сгоранием газа при постоянном о б ъ е м е, применяются только на некоторых старых и реконструированных металлургических предприятиях, где в течение всего года имеются достаточные по величине отходы доменного газа, которые могут быть использованы для энергетических целей. Предельная номинальная мощность агрегатов с газовыми поршневыми двигателями внутреннего сгорания не превышает 6000 кет. [c.150]

Поэтому агрегаты с газовыми поршневыми двигателями, работающими по циклу со сгоранием газа при постоянном объеме, применяются только на некоторых старых и реконструированных металлургических предприятиях, где в течение всего года имеются достаточные по величине отходы доменного газа, которые могут быть использованы для энергетических целей. Предельная номинальна [c.163]

Рис. 9-4. р - и Гх-диаграммы цикла газового поршневого двигателя с изохорным подводом тепла [c.112]

Рис. 9-6. р-о- и Гх-диаграммы смешанного цикла газового поршневого двигателя [c.116]

Рис. 9-12. Сравнение в Гх-диаграмме циклов газовых поршневых двигателей при одинаковой степени сжатия

Ряс. 9-13. Сравнение в Г5-диаграмме циклов газовых поршневых двигателей при одинаковом наибольшем давлении [c.130]

Рис. 9-15. Сравнение в Гя-диаграмме циклов газовых поршневого и турбинного двигателей

Двигатели газовые — Циклы 2 — 50 --— поршневые — Циклы 2 — 51 Двигатели постоянного тока 2 — 381 [c.412]

ЦИКЛЫ ИДЕАЛЬНЫХ ПОРШНЕВЫХ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ГАЗОВЫХ ТУРБИН. РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ. ЦИКЛЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК И ИДЕАЛЬНЫХ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ [c.88]

Выше были разобраны теоретические циклы газовых поршневых двигателей. В дальнейшем при рассмотрении конструкций этих двигателей будет показано, как фактические рабочие циклы их отличаются от теоретических. [c.99]

Циклы идеальных поршневых газовых двигателей и газовых турбин 117 ЦИКЛЫ холодильных УСТАНОВОК [c.117]

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]

Газотурбинные установки (ГТУ) также относятся, к двигателям внутреннего сгорания. В них рабочим телом служат газообразные продукты сгорания топлива, а двигателем является газовая турбина. В газотурбинных установках не применяют механизмы с возвратнопоступательным движением, используемые в поршневых две, что позволяет иметь агрегат большей мощности. Расширение рабочего тела в газовой турбине происходит до давления окружающей среды, в результате чего обеспечиваются более высокие КПД цикла, чем у поршневых двигателей. [c.201]

При осуществлении действительных циклов с продолженным расширением в комбинированных двигателях, состоящих из поршневого двигателя и лопаточных машин (газовых турбин и компрессоров), часть цикла в области высоких давлений, температур и малых удельных объемов рабочего тела осуществляется в поршневом двигателе, а часть [c.236]

С созданием паровых турбин паровые поршневые машины практически полностью пере- стали использоваться, поэтому их работа здесь не рассматривается. Однако необходимо от-> метить, что существуют мнения о возможности их применения в качестве автомобильного двигателя, Турбина позволила перейти на более высокие температуры, а соответственно повысить КПД и производительность. В конце XIX — начале XX вв. в условиях интенсивного развития техники применение турбин совершило переворот в области создания корабельных двигателей и в энергетике. Несколько позднее появилась новая отрасль промышленности — авиация, которая также остро нуждалась в, легких и мощных двигателях. Паровая турбина в этом случае не могла стать выходом из положения большая масса, большие расходы воды и топлива, необходимость конденсации отработанного пара, медленный темп изменения частоты вращения делали ее непригодной для авиации. Эти требования и проблемы привели к созданию высокоскоростной авиационной газовой турбины. Недавно были сделаны попытки использовать газовую турбину в качестве автомобильного двигателя. Процессы, протекающие в газовой и паровой турбинах, существенно отличаются. Рассмотрим термодинамический цикл газовой турбины, а затем особенности ее влияния на окружающую среду. [c.76]

Задание 2. Газовый цикл Цикл поршневого двигателя (газотурбинной установки) (4) имеет следующие характеристики (3). Начальная температура (1)°С и давление (2) бар. Принимая за рабочее тело воздух (Ср= 1,004 кдж кг-град) с = 0,716 кдж кг - град)-. Я —287 дж/ кг - град), требуется 1) определить параметры цикла р, и, I, и, з, I для основных точек цикла [c.253]

В зависимости от рода применяемого рабочего агента тепловые турбины разделяются на газовые и паровые. В данном параграфе рассмотрим газовые турбины. Для изучения термодинамического цикла газотурбинного двигателя вводятся, как и для цикла поршневых двигателей, некоторые допущения, заключающиеся в следующем. [c.175]

Циклы поршневых газовых двигателей Ц3 [c.113]

Цикли поршневых газовых двигателей 121 [c.121]

Работа газотурбинных установок характеризуется непрерывностью процессов во всех элементах. Расширение рабочего тела в газовой турбине происходит до атмосферного давления, что обеспечивает более высокие к. п. д. циклов, чем в поршневых двигателях. [c.85]

Препятствием к их применению в энергетике служат высокие температуры, которые не могут быть использованы при существующих конструкционных материалах. В поршневых двигателях эти высокие температуры газов действуют в течение небольшой доли цикла, в то время как здесь лопаткам турбинного колеса приходится в течение всего времени работы двигателя находиться в области высоких температур. Снижение же температуры поступающих в газовую турбину газов влечет за собой уменьшение их экономичности. [c.177]

Принцип работы предложенного А. И. Шелестом механического генератора газов, работавшего по четырехтактному циклу, заключался в следующем. Компрессор 1 (фиг. 8) сжимал воздух до давления 2—6 ата с подачей его на такте всасывания через ресивер 3 в цилиндр поршневого двигателя 2. В нем воздух сжимался, впрыскивалось и сгорало топливо и происходило расширение газов, как в обычном дизеле. Газы под давлением 4—10 ата направлялись в ресивер 4, откуда поступали в расширительную газовую машину с которой снималась эффективная мощность установки. [c.32]

Рис. 9-2. /о-диаграммы циклов газовых поршневых двигателей а —С изохорным подв >дом тепла б —с изобарным подводом тепла в — СО смешанным подводом тепла [c.110]

Этот цикл (рис. 12. 22, а) принимается в качестве эталонного для поршневых двигателей — газовых низкого сжатия, нефтяных (калоризаторных) низкого сжатия и карбюраторных (бензиновых, керосиновых, спиртовых п т. д.). В этих двигателях степень сжатия е = 4 - 8 температура в конце сжатия Тс меньше температуры самовоспламенения рабочей смеси Увоспл- [c.217]

Циклы реальных тепловых двигателей, конечно, много сложнее рассмотренного выше. К примеру на рис. 84 представлена индикаторная диафамма четырехтактного двигателя. И дело не только в различии геометрического рисунка, т. е. в том, что в реальных условиях нет идеальных адиабат, изобар, изохор, точек поворота и т. д. Во многих случаях (поршневые двигатели, газовые турбины, паровые машины и т.д.) рабочее тело после участия только в одном цикле выбрасывается в окружающую среду, а вместо него забирается новая порция рабочей смеси, пара и т. п., и процесс начинается снова (так что о замкнутых термодинамических [c.178]

Преимущество газовых турбин перед поршневыми двигателями внутреннего сгорания состоит в отсутствии инерционных усилий, вызываемых возвратно-поступательным движением поршня. Эти двигатели, кроме того, позволяют в небольших по размерам агрегатах создавать большие мощности. Препятствием к применению их в энергетике служат высокие температуры, которые не могут быть использованы при существующих конструкционных материалах. El поршневых двигателях эти высокие температуры газов действуют в течение небольшой доли цикла, в то всемя [c.163]

Исключение составляет лишь процесс расширения пара, который в паровой машине не доводится до конечного давления pi, так как для этого понадобились бы рабочие цилиндры чрезвычайно больших размеров. Поэтому расширение пара в цилиндре машины производится лишь до некоторого давления Рз>Рг, после чего открывается выпускной клапан и пар расширяется до давления рг у е вне цилиндра машины. Вследствие этого по последовательности процессов цикл паросиловой установки с паровой машиной сходен с циклом поршневого газового двигателя с подводом тепла при р = onst. Относительно условности изображения процесса 62—расширения пара вне машины на T—s или p v диаграмме справедливы те же соображения, что и относительно соответствующего процесса в газовь х поршневых двигателях. [c.443]

Все разобранные схемы составлены применительно к использованию турбомашин, но с достаточным основанием могут характеризовать и установки с поршневыми двигателями или генераторами газа. Так, в схеме по рис. 1-3, е паросиловая часть установки сохранит все свои характеристики, если утилизируемые отработавшие газы будут поступать не из ГТУ, а из глушителя двигателя внутреннего сгорания. Установка с использованием в паровой турбине пара, генерируемого в зарубашечном пространстве дизеля, совершает термодинамический цикл, сходный с циклом парогазовых установок по схеме рис. 1-3, б. Камеру сгорания в схемах с предвключенными газовыми турбинами (рис. 1-3, г) можно заменить свободнопоршневыми генераторами газа. [c.24]

В области наименьших мощностей речь может идти об использовании в паровой турбине отходящего тепла поршневого двигателя внутреннего сгорания. В более крупных установках осуществимо сочетание в газовой части цикла турбины и свободнопоршневых генераторов газа — СПГГ. [c.63]

Во Франции имеется несколько ПГУ со свободно-поршневыми генераторами газа (СПГГ). Газовая ступень такой ПГУ работает по циклу Дизеля, что определяет ее высокий к. п. д. Недостаток ПГУ с СПГГ — ограниченная агрегатная мощность и эксплуатационные особенности, присущие поршневым двигателям внутреннего сгорания. [c.15]

Классификация и области применения поршневых двигателей внутреннего сгорания. Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируют по следующим признакам по виду топлива — газовые, жидкого легкого топлива (бензин, легроин и керосин) и тяжелого топлива (дизельное топливо, соляровое масло, мазут и др.) по числу тактов, составляющих рабочий цикл, — четырех- и двухтактные по способу приготовления горючей смеси (смесеобразования) — с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газовые) и двигатели с виутрегпшм смесеобразованием (дизельные) по числу цилиндров — одно-, двух- и многоцилиндровые по расположению осей цилиндра — рядные вертикальные (рис. 178, й), рядные горизонтальные (рис. 178, б), V-образные (рис. 178, в) и звездообразные ( с. 178, г) по частоте вращения коленчатого вала и скорости движения поршня — быстроходные и 238 [c.238]

Термический коэффициент полезного действия газовой турбины не меньше к.п.д. других тепловых двигателей. Известно, что в поршневых дв1игателях невозможно осуществить адиабатное расширение до атмосферного давления. Когда поршень доходит до нижнего крайнего положения (точка 4 на фиг. 8. 2, 8. 5), то в цилиндре двигателя существует еще давление выше атмосферного и этот перепад давления (р4—рг) не используется для совершения поршнем работы, т. е. дальнейшее расширение рабочего агента не осуществляется, открываются выхлопные клапаны, в процессе истечения газов давление в цилиндре падает до атмосферного давления. Следовательно, в силу самого принципа работы дв1игателя использовать перепад Р4—Р1 невозможно, что приводит к потере определенной работы. В газотурбинных же двигателях полное расширение вполне осуществимо, что увеличивает Т1( цикла. [c.174]

При газотурбинном наддуве получается комбинированный двигатель, состоящий из поршневой части, газовой турбины и компрессора. В автомобильных и тракторных двигателях применяют турбокомпрессоры с постоянным давлением газов перед турбиной. Прототипом рабочего процесса комбинированного двигателя является теоретический цикл, изображенный на рис. 16. Цикл a z zba осуществляется в поршневой части двигателя, а цикл afgla —в турбокомпрессоре. Теплота Qt. отводимая при V = onst в цикле поршневой части двигателя (линия 6а), подводится при постоянном давлении в турбокомпрессорном цикле (линия af). Далее в газовой турбине осуществляется продолженное расширение по адиабате (кривая fg), отвод теплоты Q2 при постоянном давлении (линия gl) и адиабатическое сжатие в компрессоре (линия 1а). [c.34]

В газовой турбине в отличие от поршневого двигателя внутреннего сгорания расширение рабочего тела не ограничено объемом цилиндра. Поэтому в цикле газовой турбины отвод тепла происходит не по йзохоре, а по изобаре. При этом в идеальном цикле газовой турбины осуществляется полное расширение рабочего тела. [c.231]

Пятое издание учебника Сушкова имело следующее содержание (по главам) введение газы основные газовые законы первый закон термодинамики теплоемкость газа газовые процессы второй закон термодинамики дифференциальные уравнения термодинамики циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания воздушный компрессор истечение газов циклы газовых турбин и реактивных двигателей водяной пар паровые процессы циклы паросиловых установок циклы холодильных установок влажный воздух приложения. [c.341]

Оглавления первой и второй частей идентичны и содержат следующие главы тер.модинамические параметры первое начало термодинамики теплоемкость газов ос1ювные процессы с газами смеси идеальных газов второе начало термодинамики характеристическне функции и дифференциальные уравнения в частных производных термодинамики равновесие фаз реальные газы насыщенный и перегретый пар критическая точка истечение газов и паров дросселирование ко.мпрессор циклы поршневых, газовых, газотурбинных и реактивных двигателей циклы паросиловых установок циклы холодильных машин влажный воздух химическое равновес1 е. [c.374]

Классификация и циклы двигателей. Двигатели внутреннего сгорания могут быть поршневыми и беспоршневыми (газотурбинными, роторными). В поршневых двигателях сгорание топлива и превращение тепловой энергии в механическую совершаются внутри цилиндра. В газотурбинных двигателях топливо сгорает в специальной камере, а тепловая энергия превращается в механическую на лопатках газовой турбины. Рабочий процесс в роторных двигателях протекает так же, как в поршневых, но вместо поступательно движущихся поршней применяются вращающиеся роторы. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...