Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок

В последуюш,ие годы познания о газотурбинном цикле расширились. Тепловой цикл двигателя внутреннего сгорания, осуществляемый в новых условиях конструктивного оформления, приобрел ряд особенностей, сделавших его еще более совершенным. В газотурбинном цикле оказалось возможным ввести разделение агрегатов, сжимающих рабочее тело, от агрегатов, в которых происходит подвод тепла, и от агрегатов, трансформирующих кинетическую энергию рабочего тела в механическую. Это создало возможность применения промежуточного охлаждения при сжатии, промежуточного подогрева при расширении рабочего тела и позволило осуществить способ возвращения тепла от отработанных газов к сжатому воздуху, т. е. регенерацию тепла, невозможную для условий работы поршневого двигателя внутреннего сгорания. Расширение представлений о цикле газотурбинной установки, введение регенерации открыло большие возможности для экономии топлива. Наряду с тепловым совершенством, равным, а в некоторых случаях и превосходящим совершенство поршневого двигателя внутреннего сгорания, газотурбинная установка казалась более простой по своей конструкции по сравнению с другими видами тепловых двигателей, в частности паровых. [c.99]

Заканчивая рассмотрение циклов газотурбинных установок, следует вновь обратить внимание на то, что анализ эффективности этих установок проводился в предположении об обратимости циклов, а также на то, что рабочим телом был принят идеальный газ, теплоемкость которого не зависит от температуры. При рассмотрении реальных газотурбинных установок, так же как и при рассмотрении поршневых двигателей внутреннего сгорания, анализ циклов следует вести с учетом потерь из-за необратимости, в частности путем введения относительных внутренних к. п. д. установки. [c.346]

Классификация и циклы двигателей. На автомобилях устанавливают преимущественно тепловые поршневые двигатели внутреннего сгорания, в которых топливо сжигается непосредственно внутри рабочего цилиндра газотурбинные установки и реактивные двигатели пока еще не получили распространения на автомобилях. [c.8]

Известно, что термический к. п. д. газотурбинных установок растет i увеличением степени повышения давления адиабатного сжатия Як и степени изохорного повышения давления X. Однако на пути развития и усовершенствования газотурбинных установок за счет повышения Як и Я, имеются большие препятствия. Дело в том, что с ростом Яе увеличиваются температуры конца сгорания 7з, в результате чего лопатки турбин разрушаются. Высокие температуры, не оказывающие почти никакого действия в поршневых двигателях внутреннего сгорания, оказывают разрушительное действие в газотурбинных установках. Это объясняется тем, что в цилиндрах поршневых двигателей высокие температуры держатся в течение небольшого периода времени по сравнению с временем, в течение которого совершается цикл. Кроме того, легко осуществляется охлаждение как цилиндров, так и поршней двигателя. Лопатки же турбинного колеса в течение работы турбины все время находятся под действием высоких температур, а охлаждение лопаток чрезвычайно затруднительно и весьма ограничено. [c.180]

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]

Как двигатели внутреннего сгорания поршневого типа, так и газотурбинные установки, циклы которых были исследованы выше, работают по разомкнутому циклу. Так, в рассмотренных циклах турбин внутреннего сгорания компрессор засасывает из атмосферы воздух, а из выходного патрубка турбины (в установке, работающей по регенеративному циклу,— из регенератора) в атмосферу выбрасываются отработавшие газы. Таким образом, каждый новый цикл в таких установках осуществляется с новой порцией рабочего тела. Изображение и рассмотрение в р, и- и Т, -диаграммах таких циклов в виде замкнутых было, как мы отмечали, условным. [c.344]

Как мы видели на примере простой паровой установки, обоснованием использования общего к. п. д. [т]о = Wnet/ V = = W net/(—АЯо)] служит наличие связи между т]о, Т1в и ti y, которая определяется равенством (17.23). Такое обоснование не удается найти в случае энергетической установки внутреннего сгорания с разомкнутым циклом, как, например, поршневой двигатель внутреннего сгорания или газотурбинная установка с незамкнутым циклом типа используемых в реактивных двигателях самолетов. В таких установках нет термодинамического цикла, что справедливо и для водородно-кислородного топливного элемента. Несмотря на это, их также часто характеризуют с помощью коэффициента т]о. Объясняется это простотой определения —АЯо с помощью калориметрических экспериментов, в то время как при использовании рационального к. п. д. требуются сведения о величине —AGo, определить которую значительно труднее. Для поршневого двигателя внутреннего сгорания в зависимости от его конструкции величина т]о достигает 25—35% при полной нагрузке. [c.307]

Среди сунхествующих решений проблемы создания газотурбинного двигателя надо отметить установки, работающие на ином принципе организации рабочего цикла. В них часть теплового перепада, находящаяся в области высокого потенциала, срабатывается в поршневом % двигателе, и вырабатываемая им мощность идет на покрытие рз боты компрессора. Другая же часть, в области пониженных температур, используется в газовой турбине, создающей полезную мощность установ ки. При коиструктив-ном оформлении удается поршневой двигатель внутреннего сгорания объединить с поршневым компрессором в один компактный агрегат — поршневой генератор газа. Получаемый в таком генераторе газ с давлением З- -б ата и температурой до 550° С используется в газовой турбине. Двигатели с поршневьш генератором газа по экономичности превосходят рассмотренные газотурбинные установки, но они более сложны, требуют качественного топлива (моторная нефть) и имеют ограниченную единичную мощность, поэтому применение таких двигателей может быть выгодным лишь в специальных условиях. [c.496]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...