Термодинамика процесса сгорани

ТЕРМОХИМИЯ И ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ И РАСШИРЕНИЯ [c.51]

ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ. ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ПАРАМЕТРАМИ ПРОЦЕССОВ СГОРАНИЯ И РАСШИРЕНИЯ [c.55]

В подготовке инженерных кадров любой специальности следует всегда уделять внимание изучению основ энергетики и, прежде всего, изучению основ теории и конструкций оборудования теплосиловых установок. Настоящий курс теплотехники представляет собой учебное пособие для студентов неэнергетических вузов. В кни. ге в кратком изложении рассматриваются вопросы технической термодинамики, процессы сгорания и газификации топлива, а также основы теории и устройство котельных агрегатов, паровых и газовых турбин, паровых машин и двигателей внутреннего сгорания. [c.3]

Максимальную температуру рабочего тела также как и в бензиновых двигателях, определяют на основе сложных зависимостей, учитывающих термодинамику процесса сгорания топлива. Эти зависимости рассматриваются в специальной литературе. Максимальное значение температуры рабочего тела в цикле дизельного двигателя примерно равно = [c.403]

В учебном пособии рассмотрены первый и второй законы термодинамики, процессы изменения состояния газов и паров, термодинамические основы работы компрессоров, циклы тепловых установок. Изложены основы теории и рассмотрены конструкции паровых и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания, а также компрессоров. [c.672]

Принципиальная схема. простой газотурбинной установки (ГТУ) изображена на рис. 10.8.а, а цикл, совершаемый рабочим телом, этой установки, в Т, s-диаграмме дан на рис. 10.8,6. Воздух из окружающей среды поступает в компрессор Ку где происходит необратимое адиабатное сжатие (процесс 1—2д). В камере сгорания КС в результате подвода теплоты температура рабочего тела повышается до Гз. Хотя давление в КС немного уменьшается, в настоящей работе так же, как и во всех курсах термодинамики, процесс 2—3 будем считать изобарным. В газовой турбине Т газ расширяется адиабатно необратимо (процесс 3—4д) и выбрасывается в окружающую среду. Давление за турбиной принимаем равным начальному давлению p4=pi. Часть мощности турбины расходуется на привод компрессора, а остальная часть преобразуется в электроэнергию в генераторе Г. [c.254]

Прогресс двигателей внутреннего сгорания определяется как совершенствованием конструктивных принципов, так и решением ряда проблемных вопросов, связанных с отдельными процессами двигателя, и, в первую очередь, с процессом сгорания. Несмотря на большую степень достигнутого совершенства, поршневые двигатели внутреннего сгорания имеют большие перспективы развития главным образом потому, что рабочие процессы, и особенно процессы сгорания, познаны еш,е недостаточно и таят в себе резервы рационализации. Газотурбинные двигатели, как новые двигатели, тем более требуют решения ряда специальных научных проблем термодинамики и горения. [c.162]

Как известно из термодинамики, по условиям протекания процесса сгорания двигатели подразделяются на три группы двига , тели мгновенного сгорания (сгорание протекает примерно при постоянном, объеме) двигатели постепенного сгорания (сгорание протекает примерно при постоянном давлении) двигатели смешанного сгорания (сгорание протекает как при постоянном объеме, так и при постоянном давлении). [c.270]

Как известно из курса технической термодинамики, термический КПД цикла возрастает с увеличением степени сжатия Е, уменьшением степени предварительного расширения р—Уг/Ус и повышением степени увеличения давления Х=рг/рс Следовательно, для улучшения экономичности рабочего цикла в двигателях внутреннего сгорания желательно увеличивать степень сжатия и использовать процесс сгорания топлива с подводом теплоты при постоянном объеме. Однако при увеличении е и к в цилиндре двигателя резко возрастают максимальные давление и температура и повышаются потери на трение. Поэтому увеличение степени сжатия больше 12—14 нецелесообразно, так как дальнейшее повышение ее практически не влияет на экономичность. [c.29]

В 9 Цикл двигателя Дизеля говорится о рабочих процессах двигателя, его цикле и доказывается посредством диаграммы Т—5, что замена изобарного процесса подвода тепла изотермическим процессом может при известных условиях быть выгодной. Здесь записано .,. поэтому, если мы возьмем для процесса изотермического сгорания температуру, равную или высшую, чем средняя арифметическая из крайних температур процесса сгорания при постоянном давлении, мы получим существенно лучшую утилизацию тепла . В следующих параграфах дается описание устройства и работы некоторых типов двигателей. Эти данные мало относятся к термодинамике и не представляют практического значения. [c.127]

Согласно первому закону термодинамики выделяющаяся в процессе сгорания теплота расходуется на увеличение внутренней энергии газа и совершение механической работы, а также частично отводится в охлаждающую среду. [c.36]

Дальнейшее развитие теории рабочих циклов двигателей внутреннего сгорания возможно только при условии, если производить расчет переменного давления газов в процессе сгорания с учетом угла опережения воспламенения, а также скорости сгорания. Характер изменения давления газов р в цилиндре двигателя на протяжении всего процесса сгорания в зависимости от изменения объема V или угла поворота коленчатого вала а определяется в основном закономерностями термодинамики и химической кинетики. [c.90]

В процессе сгорания топлива происходит теплообмен между рабочим телом и стенками цилиндра и в большей или меньшей степени диссоциация продуктов сгорания, что также отражается на кривой сгорания yz. Однако опыт показывает, что вид линии yz определяется в основном мгновенными значениями скоростей сгорания и изменения объема. Поэтому при расчете линии сгорания необходимо учитывать в первую очередь закономерности термодинамики и химической кинетики. Второстепенное. влияние теплообмена и диссоциации на линию сгорания может быть учтено усредненными поправочными коэффициентами, подобно тому, как принято учитывать неполноту сгорания. [c.91]

Для наиболее точного отражения расчетными кривыми р=/(V) и 7 =Ф(У) истинного изменения этих параметров в течение процесса сгорания необходимо связать закономерности термодинамики с закономерностью тепловыделения. [c.109]

Однако этим не исчерпываются сведения, которые можно получить на основании анализа данных индикаторной диаграммы. Специальной обработкой индикаторной диаграммы выявляется так называемая характеристика тепловыделения, по которой можно судить о динамике процесса сгорания, т. е. о развертывании процесса сгорания во времени и о тепловых потерях в течение процесса сгорания. Характеристика тепловыделения является одной из существенных сторон процесса сгорания в двигателях. В полном соответствии с положением о том, что сущность процессов не выступает на поверхности, а скрыта от прямого наблюдения, характеристика тепловыделения не может быть получена непосредственно из индикаторной диаграммы. Она получается только в результате математической обработки данных диаграммы с использованием основных законов термодинамики и механики. Поэтому характеристика тепловыделения является трудно определяемым показателем работы двигателя. Зато выявление этой характеристики означает более глубокую ступень исследования и совершенно необходимо для улучшения рабочего цикла двигателя. [c.222]

На основании уравнения первого закона термодинамики и других уравнений термодинамики было выведено для процесса сгорания дифференциальное уравнение (170), которое напишем в следующем виде [c.223]

Химическая термодинамика необходима для различных теплотехнических расчетов систем, в которых протекают химические процессы при высоких температурах и давлениях. Таковы, например, процессы сгорания топлив в камерах сгорания двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных установок, реактивных и ракетных двигателей. [c.350]

Процесс сгорания топлива происходит при постоянном давлении рабочего тела (процесс -z рис. 10.31). В изобарном процессе -z рабочее тело и окружающая среда обмениваются энергией только в тепловой форме. На основании первого закона термодинамики можно записать, что [c.219]

Теперь рассмотрим процесс сгорания, но без охлаждения. Пусть Уг — внутренняя энергия продуктов сгорания после завершения реакции. Согласно первому началу термодинамики, [c.68]

В первой части учебного пособия кратко изложены исторические данные, показана роль, которую играли русские и советские ученые в развитии основных положений теоретической теплотехники. Подробно рассмотрены основные законы термодинамики, термодинамические процессы, дифференциальные уравнения термодинамики и истечение газов и паров. В прикладной части рассмотрены циклы двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и паротурбинных установок, а также циклы атомных электростанций, [c.3]

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]

Примерами адиабатных процессов могут служить процессы сжатия воздуха в цилиндре воздушного огнива, в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. В соответствии с первым законом термодинамики, при адиабатном сжатии изменение внутренней энергии газа Д1/ равно работе внешних сил А [c.100]

В первой части учебника излагаются основные законы термодинамики, термодинамические процессы, реальные газы и пары, рассматриваются циклы двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных установок и реактивных двигателей даются основные положения химической термодинамики, необходимые для построения теории горения. [c.3]

Термодинамика — наука, изучающая самые разнообразные явления природы, сопровождающиеся передачей или превращениями энергии в различных физических, химических, механических и других процессах. Термодинамика как наука сложилась в середине XIX в., когда в связи с широким развитием и использованием тепловых машин возникла острая необходимость в изучении закономерностей превращения теплоты в работу, создании теории тепловых машин, используемой для проектирования двигателей внутреннего сгорания, паровых турбин, холодильных установок и т. д. Поэтому основное содержание термодинамики прошлого столетия — изучение свойств газов и паров, исследование циклов тепловых машин с точки зрения повышения их к. п. д. В силу этого основным методом термодинамики XIX в. был метод круговых процессов. С этим этапом развития термодинамики связаны прежде всего имена ее основателей С. Карно, Б. Клапейрона, Р. Майера, Д. Джоуля, В. Томсона (Кельвина), Р. Клаузиуса, Г. И. Гесса и др. [c.4]

В учебнике изложены основы технической термодинамики, теории передачи тепла, даны сведения о топливе и процессах его сгорания, топочных устройствах и котельных установках, приведены принципы действия и конструкции различных теплосиловых установок, используемых на нефтебазах, нефтеперекачивающих и компрессорных станциях магистральных трубопроводов, а также элементы их расчета. [c.2]

Разобьем весь процесс сгорания усххг на отдельные небольшие участки 1—2 (фиг. 45). Для каждого участка уравнение первого закона термодинамики будет иметь вид [c.115]

Так как в процессе сгорания топлива объем рабочего тела не изменяется (V -z = idem)у на основании первого закона термодинамики можно записать [c.203]

Изложены o iioBEii технической термодинамики и теории тепло-и массообмена. Приведены основные сведения по процессам горения, конструкциям топок и котельных агрегатов. Рассмотрены принципы работы тепловых двигателей, паровых и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания и компрессоров. Описаны компоновки и технологическое оборудование тепловых электрических станций, а также оборудование промышленных теплоэнергетических установок. Первое издание вышло в 1982 г. Второе издание дополнено материалами для самостоятельной работы студентов. [c.2]

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]

Расчет процессов горения весьма усложнился, когда в практике стали использоваться значительно более высокие температуры горения (3000—4000° К), которые, например, встречаются в ракетных двигателях. Возникла необходимость более тщательных и точных расчетов преобразования химической энергии топлива (горючее + + окислитель) в теплоту продуктов сгорания, вследствие чего энергетикам потребовалось основательное изучение новой области термодинамики, а именно хилгаческой термодинамики, в которой основные законы термодинамики применяются к процессам, происходящим при превращении химической энергии исходных веществ (топлива) в теплоту (продуктов горения). [c.8]

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]

Передача теплоты при конечной разности температуры является необратимым процессом и согласно уравнению (1.79) связана с уве-личгнием энтропии и потерей части максимально возможной работы. Так, с позиции первого закона термодинамики (баланса энергии) к. п. д. современного котлоагрегата достигает 95 % и более. Если рассмотреть лишь необратимый процесс теплообмена в топке котла между продуктами сгорания (/ л 1927 °С) и рабочим телом (насыщенный пар с п 310°С), то в соответствии с уравнением (1.79) потеря работоспособности теплового устройства составит П = Т(,Д5 = (Q/Ta — Q/Ti) = 373 (28 000/583 — [c.142]

В период 1901 —1908 гг. В. И. Гриневецкий опубликовал ряд работ, в которых изложил термодинамический расчет паровых котлов, анализ рабочего процесса паровых машин (с применением энтропийной диаграммы), исследования общих уравнений термодинамики применительно к водяному пару. В 1908 г. им был опубликован капитальный труд Теп.лово1 расчет рабочего процесса . Профессор А. С. Ястржембский так характеризует этот труд Этой глубокой работой, построенной на общих положениях термодинамики. Гриневецкий заложил начало научно обоснованной теории двигателей внутреннего сгорания и теплового расчета их рабочего процесса. Эта работа Гриневецкого оказала огромное взшянне на развитие отечественного двига-телестроеиия . [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...