Газовые циклы 11-1. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания

Эти циклы в основном охватывают все возможные термодинамические схемы работы силовых установок, состоящих из нагнетателя, холодильника, поршневого двигателя внутреннего сгорания, промежуточной камеры сгорания и газовой турбины. [c.48]

Двигатель Стирлинга является тепловым газовым двигателем поршневого типа с внешним подводом теплоты. Он работает по замкнутому циклу. Процессы, протекающие в рабочих полостях двигателя, легче понять, если сравнить рабочий процесс двигателя Стирлинга с рабочим процессом поршневого двигателя внутреннего сгорания- С этой целью рассмотрим термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания и двигателя Стирлинга. [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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

Подобно тому как термодинамический цикл парс турбины отличается от цикла поршневой паровой маш в основном только величиной абсолютного давления ко расширения (0,1—0,2 ата у поршневых машин и 0,С 0,05 ата у паровых турбин), и цикл газовой турбины личаетсЯ от цикла двигателя внутреннего сгорания ) можностью вести расширение газа до атмосферного дз1 ния (1,0 ага), тогда как поршневые д. в. с. производят хлоп при давлении, значительно превышающем атмоо4 ное (до 2,5 ата). [c.408]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...