Двигатели Процесс сжатия

В тепловых двигателях процессы сжатия и расширения совершаются с конечной скоростью, в некоторых случаях достаточно большой. При этом внутреннее равновесие нарушается и процесс становится необратимым. Вследствие этого часть работы превращается во внутреннюю энергию рабочего тела (в случае потока — в энтальпию) или отводится в форме теплоты и таким образом теряется. [c.128]

В реальном двигателе процесс сжатия протекает по сложному закону. Основные причины сложности этого процесса 1) продолжающееся поступление в цилиндр свежего заряда в начале хода сжатия 2) неодинаковый теплообмен между газами и стенками по величине и по знаку на различных участках хода сжатия 3) непрерывное уменьшение поверхности зеркала цилиндров, омываемого газами 4) выход газов из цилиндра через неплотности поршневых колец и клапанов и [c.6]

Второй такт — ход сжатия — образуется возвратным двил(ением поршня от н. м. т. к в. м. т., что соответствует второй половине оборота вала. Давление при этом возрастает до некоторой максимальной величины, соответствующей типу и конструкции двигателя. Процесс сжатия протекает при закрытых клапанах. [c.351]

В отличие от идеальных циклов в действительных двигателях процесс сжатия сопровождается теплопередачей, и поэтому не является адиабатным. [c.395]

У авиационных двигателей степень сжатия выше, поэтому октановое число авиационных бензинов должно быть не меньше 98,6. Кроме того, авиационные бензины должны более легко испаряться (иметь низкую температуру кипения ) в связи с низкими температурами на больших высотах. В дизелях жидкое топливо испаряется в процессе горения при высокой температуре, поэтому испаряемость для них роли не играет. Однако при рабочей температуре (температуре окружающей среды) топливо должно быть достаточно жидкотекучим, т. е. иметь достаточно низкую вязкость. От этого зависит безотказная подача топлива к насосу и качество распыления его форсункой. Поэтому для дизельного топлива важна прежде всего вязкость, а также содержание серы (это связано с экологией). В маркировке дизельного [c.181]

На рис. 19-4 изображен идеальный цикл Ренкина в pv-ma-грамме. Точка 4 характеризует состояние кипящей воды в котле при давлении pi. Линия 4-5 изображает процесс парообразования в котле затем пар подсушивается в перегревателе — процесс 5-6, 6-1 — процесс перегрева пара в перегревателе при давлении pi. Полученный пар по адиабате 1-2 расширяется в цилиндре парового двигателя до давления р2 в конденсаторе. В процессе 2-2 пар полностью конденсируется до состояния кипящей жидкости np>i давлении р2, отдавая теплоту парообразования охлаждающей воде. Процесс сжатия воды 2 -3 осуществляется в насосе получающееся при этом повышение температуры воды ничтожно мало, и им в исследованиях при давлениях до 30—40 бар пренебрегают. Линия 3-4 изображает изменение объема воды при нагревании от температуры в конденсаторе до температуры кипения. Работа насоса изображается заштрихованной площадью 032 7. Энтальпия пара при выходе из перегревателя в точке 1 равна h и в Ts-диаграмме (рис. 19-5) изображается пл. 92 34617109. Энтальпия пара при входе в конденсатор в точке 2 равна jg и в Ts-диаграмме изображается пл. 92 27109. Энтальпия воды при выходе из конденсатора в точке 2 [c.298]

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 конце процесса сжатия газа в цилиндре карбюраторного двигателя внутреннего сгорания давление было 9-10 Па, в конце процесса сгорания топлива стало равным 35-10 Па. Определите температуру газа в цилиндре в конце процесса сгорания топлива. Температура в конце процесса сжатия равна 400 °С. Поршень в процессе сгорания топлива можно считать неподвижным. [c.125]

К жаропрочным литым сплавам относятся отливки, выплавляемые из алюминиевых и титановых сплавов, которые широко применяются в двигателях внутреннего сгорания. Например, поршни отливают из жаропрочных алюминиевых сплавов. В камере сгорания процесс сжатия сопровождается повышением давления и температуры, которые достигают соответственно 3 - 5 МПа, 500 -700°С, продолжительностью 0,01 - 0,03 с. [c.171]

В прямоточных двигателях процессы в отдельных частях двигателя протекают непрерывно. Сжатие воздуха в прямоточном двигателе осуществляется за счет скоростного на- [c.170]

Теоретический цикл воздушно-реактивного двигателя представлен в р — г/-диаграмме на рис. 17.41. Линия 12 соответствует процессу сжатия набегающего потока воздуха в диффузоре при движении летательного аппарата с большой скоростью, линия 23 — изобарическому процессу подвода теплоты при сгорании топлива, линия 34 — адиабатическому расширению продуктов сгорания в сопле, линия 41—охлаждению удаленных в атмосферу продуктов сгорания. [c.569]

Теоретический цикл турбореактивного двигателя (рис. 17.44) аналогичен циклу прямоточного воздушно-реактивного двигателя и состоит из тех же самых процессов различие заключается в том, что в турбореактивном двигателе необходимое сжатие воздуха обеспечивается компрессором, тогда как в прямоточном воздушно-реактивном двигателе сжатие достигается только за счет одного скоростного напора. [c.571]

В двигателях с изохорным подводом теплоты горючая смесь воспламеняется от электрической искры на электродах свечи СВ в двигателях с изобарным подводом теплоты в конце процесса сжатия воздуха в цилиндр через форсунку подается топливо в форме очень маленьких капель. Сжатый воздух в цилиндре имеет температуру 600...800 С, поэтому поступившее сюда топливо самовоспламеняется. [c.129]

Наиболее распространенный тип компрессорных ВРД — турбореактивный двигатель (ТРД) (рис. 8.28). В этом двигателе предварительное сжатие воздуха осуществляется как в результате скоростного напора, так и при помощи осевого компрессора, приводимого в движение газовой турбиной, с которой он имеет общий вал. Теоретический цикл ТРД аналогичен циклу прямоточного ВРД и состоит из тех же процессов. Различие состоит лишь в том, что в ТРД необходимое сжатие воздуха обеспечивается компрессором, тогда как в прямоточном ВРД [c.538]

Адиабатным называется процесс, протекающий без теплообмена между термодинамической системой и окружающей средой. К адиабатным процессам относятся, например, процессы истечения газа из сопла, процессы сжатия и расщирения в двигателе внутреннего сгорания и др. Скорости движения газа при этом настолько велики, что обмен тепловой энергией между газом и средой практически не успевает произойти. [c.136]

Идеализируя рабочий цикл как двухтактных, так и четырехтактных карбюраторных двигателей, т. е. двигателей быстрого сгорания, получают термодинамический цикл, называемый часто циклом Отто (рис. 8.4,а). В этом цикле процесс сжатия рабочей смеси происходит по адиабате /—2. Изохора 2—3 соответствует горению топлива, воспламененного от электрической искры, и подводу теплоты рь Рабочий ход, осуществляемый при адиабатном расширении продуктов сгорания, изображен линией 3—4. Отвод теплоты Ц2 осуществляется по изо-хоре 4—/, соответствующей в четырехтактных двигате- [c.197]

Действительно, для получения работы из теплоты в тепловых двигателях в практически необходимых количествах требуется периодически повторять процесс расширения 1-т-2 (рис. 1,9, а), т. е. возвращать рабочее тело в начальное состояние, что может быть осуществлено в процессе сжатия 2-п-1 с затратой некоторой удельной работы Если удельная работа расширения больше удельной работы сжатия 1 , то выполняется удельная полезная работа /о, которая соответствует площади, ограниченной замкнутой кривой обоих процессов. Как отмечено ранее, такой замкнутый процесс называется круговым процессом, или циклом. [c.33]

Для исследования действительных процессов сжатия и расширения, протекающих в тепловых двигателях, криволинейную политропу преобразуют в прямую линию. [c.83]

Далее примем, что по линии -d-d происходит не сгорание топлива, связанное с химическим изменением состава газа (меняется газовая постоянная), а обратимым путем подводится извне теплота Qj, такая же, какая выделяется топливом при его сгорании. Также примем, что теплота, уносимая отработавшими газами в атмосферу, может быть заменена теплотой Q , обратимым путем отводимой от газов. При таких предпосылках можно принять, что двигатели внут- реннего сгорания работают по обратимым термодинамическим циклам. Процессы сжатия и расширения будем считать происходящими по обратимым адиабатам, а обратимость изохорных и изобарных процессов, заменяющих действительные процессы сгорания топлива и выхлопа продуктов сгорания, осуществляется с помощью любого числа точечных источников и приемников теплоты. Такого рода идеализация действительных процессов в двигателях является общепринятой, и в данном случае мы ей последуем. Более подробное изучение действительных процессов, происходящих в цилиндре двигателя, является делом специального курса двигателей внутреннего сгорания. [c.234]

Введем ряд упрощений, подобных тем, которые были сделаны при изучении циклов двигателей внутреннего сгорания, а именно процессы сжатия и расширения будем считать происходящими по обратимым адиабатам, сгорание топлива заменим обратимым подводом теплоты, а выпуск горячих газов из турбины — обратимым отводом теплоты. При таких упрощениях можно считать, что газотурбинные установки работают Ио определенным циклам. Также примем, что рабочим телом является идеальный газ. [c.252]

В идеальном цикле прямоточного воздущно-реактивного двигателя процесс сжатия воздуха 12 (рис. 1.32, а) является адиабатным. Подвод теплоты дх происходит в камере сгорания при постоянном давлении (процесс 24), после чего в реактивном сопле с су-ществляется адиабатное расширение (процесс 45) до давления внешней среды. Процесс 51 отдачи теплоты от рабочего тела внешней среде — изобарный. Таким образом, диаграмма цикла прямоточного воздушно-реактивного двигателя по форме совпадает с диаграммой цикла турбореактивного двигателя. [c.62]

В рассмотренном хщеальном цик.пе работы прямоточного воздушно-реактивного двигателя процессы сжатия воздуха во входном диффузоре, как и процессы расширения в выходном сопле, предполагались изоэптропическими. [c.677]

В цилиндре двухтактного двигателя процесс сжатия начинается с момента закрытия вх.шускпых окон (точка т), поэтому действительная степень сжатия [c.30]

Представляет интерес сравнить эффективность идеальных циклов при одинаковых степенях сжатия (полагая, что такое возможно). У таких двигателей процессы сжатия 1-2 должны совпадать и, если отводить одинаковые количества тепла, то будут совпадать и процессы 4-1. Такое сопоставление приведено на p-v и T-s диафаммах на рис. 1.68. Заметим, что на T-s диафамме изохора проходит всегда круче изобары, и значит в карбюраторном двигателе будет подводиться больше тепла и совершаться больше работы на величину зашфихованной плош ади. Отсюда вьшод изохорное сжигание эффективнее изобарного. [c.44]

В реальном двигателе процессы сжатия и расширения в соответ-ствуюш.их полостях осуществляются не полностью. Поэтому представляется возможным изобразить три -отдельные р, У-диаграммы для полостей сжатия, расширения и для суммарного объема с учетом мертвых объемов. Мертвый объем — та часть общего рабочего объема, которая при работе двигателя не вытесняется ни одним из поршней. К мертвому объему относятся зазоры между соответствующим поршнем и цилиндром, свободные объемы регенератора и теплообменников, объемы соединительных каналов и отверстий. Общая положительная работа за цикл характеризуется р, У-диа-граммой полости расширения, а отрицательная (затраченная) работа сжатия за цикл — / , К-диаграммой полости сжатия. Разность площадей этих диаграмм есть полезная (индикаторная) работа за цикл, часть которой расходуется на компенсацию работы трения (механические потери), а остальная часть — это полезная механическая работа на коленчатом валу двигателя. [c.33]

В соответствии с различными принципами смесеобразования различаются и требования, которые предъявляют карбюраторные двигатели и дизели к применяемым в них жидким топливам. Для карбюраторного двигателя важно, чтобы топливо хорошо испарялось в воздухе, который имеет температуру окружающей среды. Поэтому в них применяют бензины. Основной проблемой, препятствующей повышению степени сжатия в таких двигателях сверх уже достигнутых значений, является детонация. Упрощая явление, можно сказать, что это — преждевременное самовоспламенение горючей смеси, нагретой в процессе сжатия. При этом горение принимает характер детонационной (ударной, несколько напоминающей волну от взрыва бомбы) волны, которая резко ухудшает работу двигателя, вызывает его быстрый износ и даже поломки. Для ее предотвращения выбирают топлива с достаточно высокой температурой воспламенения или добавляют в топливо антидетонаторы — вещества, пары которых уменьшают скорость реакции. Наиболее распространенный антидетонатор — тетраэтил свинца РЬ ( 2Hs)4 — сильнейший яд, действующий на мозг человека, поэтому при обращении с этилированным бензином нужно быть крайне осторожным. Соединения, содержащие свинец, выбрасываются [c.180]

Высокая степень сжатия без детонации достигается в двигателе Дизеля за счет того, что сжатию подвергается не горючая смесь, а только воздух. По окончании процесса сжатия в цилиндр впрыскивается горючее. Для его зажигания не требуется никакого специального устройства, так как при высокой степепи адиабатического ся атия воздуха его температура повышается до 600— 700 С. Горючее, впрыскиваемое с помощью топливного насоса через форсунку, воспламеняется при соприкосновении с раскаленным воздухом. [c.111]

Двигатели, работающие по циклу v = onst, практически работают при малых значениях е, а следовательно, имеют невысокие Т1 . Увеличения термического к. п. д. в двигателях можно достичь, если создать такой рабочий процесс, при котором бы про1[зводи-лось раздельное сжатие воздуха и топлива. Это позволило бы двигателю работать с высокими степенями сжатия е = 14-f-18. При этих степенях сжатия воздух, поступивший внутрь цилиндра, в конце сжатия имеет давление 30—40 бар и температуру, равную 500—800° С, которая обеспечивает надежное самовоспламенение н сгорание топлива. Топливо подается в камеру сгорания через форсунки в конце процесса сжатия. Ввод топлива осуществляется сжатым воздухом, подаваемым от компрессора под давлением 50— 60 бар. [c.157]

Стремление повысить термический КПД двигателя за счет увеличения степени сжатия привело к замене легковоспла-меняемой рабочей смеси негорючим рабочим телом. Был создан новый двигатель — дизель, в цилиндре которого сжимается чистый воздух до высокого давления, а топливная смесь вводится Б камеру сгорания специальным компрессором в конце процесса сжатия. Это позволило исключить преждевременное самовоспламенение смеси, что сдерживало повышение термического КПД в цикле Отто. Рабочая смесь воспламеняется от высокой температуры сжатого воздуха, намного превышающей температуру самовоспламеиения топлива. Топливо в цилиндр двигателя подается постепенно, а не сразу, что обусловливает его постепенное, а не мгновенное сгорание, При этом давление в цилиндре несколько повышается, но остается более или менее постоянным (р = onst) за счет постепенного увеличения объема камеры сгорания при движении поршня. [c.73]

Однако в двигателях с подводом теплоты по изохоре имеется предел роста степени сжатия. Дело в том, что в этих двигателях сжимается смесь воздуха и топлива. В процессе сжатия (рис. 13.5) температура возрастает. При больших степенях сжатия температура смеси может стать равной температуре воспламенения топлива еще до прихода поршня в в. м. т. (см. 13.1), например при [c.132]

ПВРД обычно устанавливаются на летательном аппарате. Работа двигателя происходит следующим образом процесс сжатия [c.139]

Работа двигателя происходит следующим образом. Процесс сжатия (1-а осуществляется в два этапа вначале d-e в ди( х1)у-зоре Д II затем е-а в турбокомпрессоре ТК (рис. 14.6 и 14.7), таким образом удается увеличить степень сжатия е = у,/у,, а следовательно, и к. п. д. (14.3) по сравнению с ПВРД (см. рис. 14.5). [c.140]

Идеальный одноступенчатый компрессор, объеу1-ная подача которого V — 150 м /ч, сжимает воздух от давления Pi = 0,1 МПа до давления — 0,4 МПа. Как изменится теоретическая мощность двигателя для привода компрессора, если его использовать для сжатия углекислого газа, сохранив прежнюю объемную подачу. В обоих случаях процесс сжатия адиабатный, начальная температура = = 20 °С. Изохорная теплоемкость углекислого газа = = 0,94 кДж/(кг-К). [c.115]

Для однофазных рабочих тел, т. е. газов (напомним, что жидкости вследствие малого коэффициента теплового расширения нецелесообразно применять в качестве рабочих тел тепловых двигателей), процесс подвода теплоты может быть приближен к изотермическому, если он будет состоять из чередующихся процессов изобарического подвода небольшого количества теплоты с последующим адиабатическим расширением в небольшом интервале давлений (рис. 8.4). 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 посредством 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 изотерл е. Аналогично процесс отвода теплоты путем многоступенчатого сжатия с промежуточным [c.512]

Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (см. рис. 3.4). Однако при доказательстве теоремы Карно используется лишь факт наличия изотерм, связанных с горячим и холодным источниками теплоты. Процессы Ьс и йа, вообще говоря, не обязательно должны быть адиабатными. Можно, например, отобрать часть теплоты в процессе расширения Ьс, это позволяет уменьшить максимальный объем цикла V . Отобранную теплоту можно подвести к рабочему телу в процессе сжатия с1а, уменьшив тем самым количество затрачиваемой на сжатие работы. Такое внутреннее перераспределение теплоты в цикле, не затрагивающее внешние источники, называют регенерацией, а сам цикл—регенеративным. Если неаднабатные процессы Ьс и с1а обратимы, то термический КПД регенеративного цикла равен КПД цикла Карно и определяется по формуле (3.10). Поэтому теорему Карно формулируют и так любой обратимый тепловой двигатель, работающий с источниками теплоты, имеющими температуры Г и Гд, обладает термическим КПД т1о = 1—(Г2/Г1). [c.53]

В д]В 1гателях, работающих с изохорным подводом теплоты и внешним зажиганием, повышение саспени сжатия не должно вызывать детонацию и с<аыо воспламенение горючей смеси я процессе сжатия поэтому допускается в на более 10. В двигателях с изобарным подводом теплоты и самовоспламенением сжимается воздух и в них е может достигать 20. [c.114]

На рис. 17.1 показана теоретическая индикаторная диаграмма двигателя с изохорно-изобарным подводом теплоты. При ходе поршня вправо (по рисунку) в цилиндр двигателя засасывается воздух через открытый впускной клапан А. Процесс наполнения цилиндра (1-й такт) на индикаторной диаграмме изображается линией а-Ь, проходящей немного ниже линии давления атмосферного воздуха Рд. После заполнения цилиндра воздухом впускной клапан закрывается и начинается при обратном ходе поршня процесс адиабатного сжатия воздуха, который изображается линией Ь-с (2-й такт). В процессе сжатия температура воздуха увеличивается до 600 —650 С, превышая в конце процесса сжатия температуру самовоспламенения топлива. При приближении поршня к крайнему левому положению впрыскивается топливо с помощью форсунки в цилиндр двигателя. Топливо (дизельное топливо, моторное топливо) подводится к форсунке под [c.232]

На рис. 17.2 показана тео- ретическая индикаторная диаграмма двигателя, для которого образцовым является цикл с изо-хорным подводом теплоты. При ходе поршня вправо в цилиндр двигателя засасывается через открытый впускной клапан А смесь воздуха с парами легкого жидкого топлива (бензин, керосин и т. п.) или горючего газа. Процесс наполнения ци-линдра (1-й такт) на индикатор- ной диаграмме изображается i-линией а-Ь. После заполнения цилиндра горючей смесью впускной клапан закрывается и начинается (при обратном ходе поршня) процесс сжатия смеси, который изображается линией Ь-с на индикаторной диаграмме (2-й такт). При приходе поршня в крайнее положение с помощью электрического запала (свечи) производится воспламенение смеси, которая теоретически мгновенно сгорает. В связи с этим при неизменном удельном объеме резко повышается температура и давление газа (линия -d). Под давлением горячих продуктов сгорания поршень начинает двигаться (вправо по чертежу) — происходит процесс d-e расширения газа (3-й такт). В конце расширения, по приходе поршня в крайнее положение, открывается выпускной клапан В. Далее поршень, двигаясь к исходному положению (4-й такт), выталкивает продукты сгорания в атмосферу (линия е-а). В таких двигателях температура конца сжатия, зависящая от конечного давления, должна быть ниже температуры самовоспламенения горючей смеси. [c.233]

Величина этого отношения в случае теоретического цикла представляет собой термический к. п. д. цикла, а в случае цикла, построенного с учетом необратимости процессов сжатия и расширения, — эффективный к. п. д. собственно силовой части установки умножив эту величину на tjkot, находят полный эффективный к. п. д. установки (без учета механических потерь на валу двигателя и в передающих механизмах). [c.356]

Действительные процессы сжатия и расширения рабочего тела, характеризующиеся наличием потерь и теплообменом со стенками цилиндра, при построении теоретического цикла двигателя условно заменяются обратимь[ми адиабатами. Процесс сгорания, в результате которого рабочая смесь цревращается, вообще Рис. lil-l. говоря, в новое вещество — продукты сгорания, [c.378]

Степень сжатия - отнопщние объемов в цилиндре двигателя при положениях поршня в начале и конце процесса сжатия. Степень повышения давления — отношение наибольшего давления в цилиндре двигателя, образовавшегося в результате подвода теплоты, к давлению в конце процесса сжатия. [c.56]

При осуществлении рабочего цикла по схеме, показанной на рис. 5.6, б, цилиндр заполняется воздухом (впуск), который сжимается. В конце процесса сжатия в цилиндр насосом высокого давления через фореунку под высоким давлением впрыскивается топливо. При впрыскивании оно мелко распыливается и перемешивается с воздухом в цилиндре. Этому также способствует вихревое движение воздуха. Частицы топлива, соприкасаясь с горячим воздухом, испаряются, образуя горючую смесь. Таким образом, процесс смесеобразования происходит только внутри цилиндра, поэтому такие двигатели называются двигателями с внутренним смесеобразованием или дизелями. Воспламенение смеси при работе этих двигателей происходит в результате высокого сжатия воздуха до температуры, несколько превосходящей температуру самовоспла- [c.227]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...