Анализ теоретических циклов

Из анализа теоретических циклов следует, что тепловая экономичность двигателей, оцениваемая значением термического к.п.д. rjt, в пер- [c.420]

Во втором издании (первое вышло в 1971 г.) дополнительно даны анализ теоретических циклов, методы борьбы о токсичными выбросами двигателей, расчеты агрегатов наддува, безударных кулачков в систем питания расширены тепловые расчеты карбюраторного двигателя и дизеля, описана возможность применения электронно-вычислительных машин при расчете теоретических циклов. [c.2]

Рассмотрение и анализ теоретических циклов позволяет решить три основные задачи 1) оценить влияние термодинамических факторов на изменение термического к. п. д. и среднего давления для данного цикла и на этой основе установить (если это возможно) оптимальные значения термодинамических факторов для получения наилучшей экономичности и максимальной удельной работы цикла [c.25]

В первом разделе учебного пособия изложены основные законы термодинамики и их приложения к расчету свойств газов и термодинамических процессов. Последовательно рассмотрены первое начало термодинамики, параметры состояния и уравнения состояния газа, теплоемкость газа, второе начало термодинамики. Дан термодинамический анализ теоретического цикла Карно, термодинамических циклов поршневого двигателя внутреннего сгорания и газотурбинного двигателя. [c.2]

Анализ теоретических циклов [c.375]

Из анализа теоретических циклов следует, что тепловая экономичность двигателей, определяемая значением термического к. п. д. т](, в первую очередь характеризуется степенью сжатия е, а также природой рабочего тела степенью повышения давления X и степенью предварительного р и последующего а расширения. [c.531]

Простейшим методом термодинамического анализа эффективности преобразования энергии, основанным на первом законе термодинамики, является энергетический метод, суть которого состоит в следующем. Вначале анализируется обратимый теоретический цикл, а затем — необратимый (реальный) цикл с учетом основных источников необратимости. [c.140]

В 1-й части книги излагаются основные законы термодинамики и вытекающие из них общие теоретические положения, которые составляют основу для последующего изучения и количественного анализа рабочих циклов тепловых машин. [c.2]

Цикл со сжатием пара вместо конденсации исключает потери теплоты парообразования и при применении перегрева и регенерации делается аналогичным рассмотренному выше обобщенному тепловому циклу (см. фиг. 2) с возможностью получения термического к. п. д., по своему значению близкого к значению к. п. д. теоретического цикла Карно. Этим объясняется интерес к циклу со сжатием пара, проявленный еще в начале текущего столетия, когда появились первые догадки о возможности осуществления этого цикла. Вопросами применения цикла со сжатием пара вместо его конденсации занимались и в 30-годах нашего столетия. Однако эта задача осталась неразрешенной и теоретически не разработанной, несмотря на проявленный к ней интерес. Обычное рассмотрение цикла заключалось в серии тепловых расчетов без их общего анализа. Анализу цикла мешала ограниченная область параметров водяного пара, в которой он рассматривался. Термодинамические свойства водяного пара лишают возможности проводить аналитические выкладки, имеющие практическое значение. Реализации цикла не позволяли недостаточные сведения о [c.92]

На основе приведенных здесь выражений для г г (к.п.д) может проводиться сравнительный анализ и определяться оптимальные параметры теоретических циклов. [c.147]

Метод теоретического анализа рабочего цикла двигателя, в котором процессы сжатия и расширения принимаются адиабатными, а процессы теплообмена — изотермическими. [c.455]

В следующей работе Теоретические основы исследования динамики тепловыделения (глава монографии Индикаторная диаграмма, динамика тепловыделения и рабочий цикл быстроходного поршневого двигателя . Изд-во АН СССР, 1960) дается наиболее полное изложение вывода и интерпретации уравнения Б. С. Стечкина. Впервые указывается, что является, подобно 1/Т, интегрирующим множителем уравнения первого закона термодинамики и функция f v dQ, подобно энтропии, есть однозначная функция состояния. Использование этой функции для анализа термодинамического цикла поршневых двигателей особенно удобно, так как объем рабочего тела — основной его внешний параметр (параметр, изменение которого определяется внешней средой). [c.311]

Карно), однако как критериальный цикл при анализе действительного рабочего процесса такой теоретический цикл является принципиально и практически наиболее приемлемым применительно к поршневым двигателям любого типа [c.35]

Таким образом, нельзя считать, что использование описанного теоретического цикла для анализа рабочего процесса дизелей несовместимо с применением схемы смешанного цикла при их тепловом расчете. [c.35]

Ранее (фиг. 53) был показан анализ влияния продолжительности тепловыделения в теоретическом цикле. Применительно к действительному процессу положение осложняется некоторыми обстоятельствами и прежде [c.101]

Анализ такого цикла показывает, что действительные циклы являются незамкнутыми и необратимыми. Характер протекания действительных циклов зависит от очень большого числа факторов, исследование которых продолжается по настоящее время. Вполне естественно, что действительные циклы нельзя класть в основу теории. Для того чтобы выявить теоретические основы расчета двигателей, необходимо отвлечься от сложных действительных схем и перейти к рассмотрению идеальных теоретических циклов. На фиг. 7.2 изображена теоретическая индикаторная диа- [c.179]

Из проведенного анализа термического к. п. д. и среднего давления замкнутого теоретического цикла с подводом теплоты при постоянном объеме можно сделать следующие выводы [c.26]

Все сказанное выше о значении рабочего цикла и его индикаторной диаграммы уже давно побуждает инженеров-исследователей и ученых создавать теоретические модели, отображающие реальный рабочий цикл двигателя. Эти модели, теоретические циклы и их диаграммы строятся в первую очередь на базе термодинамики. Теоретические циклы и их диаграммы описываются математически, и это позволяет применить общепринятые приемы анализа для обнаружения количественных связей между отдельными факторами и интересующими нас показателями цикла. [c.5]

Главы 5—9 содержат большой материал по анализу реальных циклов и различных систем, в которых эти циклы используются. Здесь везде применяется методика, изложенная в первых четырех главах. В каждом случае выдерживается жесткая последовательность рассмотрения, несмотря на разнообразие материала и форм изложения. Каждая система анализируется при различных уровнях идеализации — от идеальных (автор называет их теоретическими) до реальных с учетом потерь от необратимости всех видов. На заключительном этапе рассмотрения учитываются и другие, не термодинамические факторы, в том числе и экономические, а в некоторых случаях и экологические. [c.9]

На основе чисто эксергетического, т. е. термодинамического, подхода невозможно прийти к выводу о необходимости введения новых теоретических циклов, если они будут обладать пониженным значением эксергетического КПД. Это еще раз подчеркивает крайнюю необходимость развития таких методов, в которых возможности расчета эксергетических потерь были бы использованы для проведения общего технико-экономического анализа теплоэнергетических и холодильных установок. [c.98]

Двигателями внутреннего сгорания (ДВС) называются поршневые тепловые машины, предназначенные для преобразования тепловой энергии топлива, сгорающего внутри рабочего цилиндра, в механическую. Двигатели внутреннего сгорания нашли широкое применение на судах речного и морского флота, в авиации, на железнодорожном транспорте, в сельском хозяйстве и др. Под теоретическим циклом ДВС понимают замкнутый процесс изменения состояния рабочего тела, в результате которого происходит превращение тепловой энергии в механическую. Для термодинамического анализа циклов ДВС в качестве рабочего тела принимают идеальный газ, количество которого в любой момент остается постоянным, а все процессы цикла обратимыми. Циклы ДВС различают по характерному признаку процесса, в течение которого к рабочему телу подводится тепло цикл с подводом тепла при [c.175]

Выражение (9.74) показывает, что термический КПД теоретического цикла с изохорным процессом подвода энергии в тепловой форме зависит только от степени сжатия рабочего тела е и показателя адиабаты к. Анализ выражения (9.74) показывает, что [c.127]

Всестороннее рассмотрение обобщенного анализа и узлового метода математического моделирования Финкельштейна не является целью данной главы. Поэтому в этой главе будут рассмотрены лишь следующие вопросы а) уравнения, используемые при анализе идеального цикла Стирлинга б) основные положения и допущения изотермического цикла Шмидта в) описание адиабатного цикла Финкельштейна г) сравнения и краткие выводы о различных методах теоретического анализа двигателей Стирлинга е ссылками на литературные источники. [c.37]

Мы обозначали через I работу теоретического цикла, осуществляемого в идеальном двигателе. Правда, в оценке этой работы нет единообразия, ибо в зависимости от рода двигателя (газовая турбина, двигатель Отто или Дизеля) в основу рассмотрения кладутся различные циклы. Кроме того, нет единого мнения, следует ли для теоретического цикла учитывать действительные свойства рабочего тела (зависимость теплоемкостей от температуры, изменение состава за счет смены газов-или в некоторых случаях за счет диссоциации), или же использовать при его анализе идеализированное рабочее вещество с постоянной теплоемкостью и неизменным составом. [c.124]

Открытие второго начала связано с анализом работы тепловых машин, чем и определяется его исходная формулировка. Впервые работа тепловых машин была теоретически рассмотрена в 1824 г. Сади Карно, который в своем исследовании Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эти силы , доказал, что к.п.д. тепловых машин, работающих по предложенному им циклу (циклу Карно), не зависит от природы вещества, совершающего этот цикл. Позднее Клаузиус и В. Томсон, по-новому обосновывая эту теорему Карно, почти одновременно положили основание тому, что теперь входит в содержание второго начала. [c.49]

Теория циклов. Исторически второй закон термодинамики возник как рабочая гипотеза тепловой машины, устанавливающая условия превращения теплоты в работу с точки зрения максимума этого превращения, т. е. получения максимального значения коэффициента полезного действия тепловой машины. Анализ второго закона термодинамики показывает, что малая величина этого коэффициента является следствием не технического несовершенства тепловых машин, а особенностью теплоты, которая ставит определенные ограничения в отношении величины его. Теоретически тепловые машины работают по круговым термодинамическим процессам, или циклам. Поэтому для того, чтобы шире раскрыть содержание второго закона термодинамики и провести детальный анализ его, необходимо исследовать эти круговые процессы. [c.59]

Таким образом, в теоретическом анализе действительные процессы, происходящие в двигателе внутреннего сгорания, заменяются теоретическим термодинамическим циклом, состоящим из обратимых процессов. [c.111]

Изображенная на рис. 7.6 теоретическая "диаграмма показывает процесс идеального поршневого компрессора. Диаграмма, снятая с действительного компрессора, так называемая индикаторная диаграмма, имеет несколько иной вид (рис. 7.7), сохраняя в основном форму диаграммы идеального компрессора. Отклонения реального процесса от теоретического заключаются, во-первых, в волнистой форме линии всасывания и нагнетания, вызываемой переменным значением гидравлических сопротивлений в клапанах, во-вторых, в наличии вредного (мертвого) пространства и связанного с этим расширения воздуха, оставшегося во вредном пространстве (линия а -а" в начале хода всасывания). Оставаясь в рамках общего курса термодинамики, здесь и в дальнейших главах будут рассматриваться только теоретические диаграммы (и циклы), по которым работают идеальные машины. Изучение действительных процессов и анализ причин, вызывающих отклонение этих процессов от идеальных, является задачей специальных дисциплин. [c.93]

Еще один параметр, характеризующий свойство материала сопротивляться росту трещин, — модуль сдвига [Х. Его вводят в управляющий параметр второго уравнения синергетики. Была проведена серия теоретических работ по анализу деформирования материала у кончика трещины в процессе распространения усталостной трещины. В результате была показана необходимость введения в управляющий параметр 63 эффективной поверхностной энергии роста трещины Uf а также работы пластической деформации Wp (табл. 5.2). Она определяется, в том числе, площадью петли в цикле пластического деформирования, отнесенной к произведению прироста трещины в цикле на толщину образца (более точно — на длину фронта трещины). [c.242]

В этих экспериментах для всех значений радиуса при вершине надреза, кроме г=1,25 мм, было установлено, что возникновение нераспространяющихся усталостных трещин возможно уже при симметричном цикле напряжений. В связи с этим была построена общая зависимость пределов выносливости по разрушению и по трещинообразованию при симметричном цикле напряжения-сжатия от теоретического коэффициента концентрации напряжений (рис. 5). Сначала определяли предел выносливости гладкого образца из исследуемой стали (о-1 = 204 МПа). Далее, путем деления этого предела на теоретический коэффициент концентрации напряжений, была получена кривая, которой теоретически должно следовать изменение предела выносливости по разрушению с увеличением концентрации напряжений (кривая 5). Однако экспериментальные результаты показали иное. В области высокой концентрации напряжений пределы выносливости по разрушению оказались независящими от остроты концентратора. Анализ возникновения и развития усталостных трещин в зонах над- [c.14]

Для более полного анализа теоретических циклов необходимо рассмотреть кроме изменения термического к. п. д. и среднего давления циклов изменения значений максимальных температур и давлений циклов, а также температур в конце расширения. В реальных условиях максимальные значения давлений ограничиваются условиями допустимой прочности деталей двигателя, а максимальные значения температур, кроме того, условиями бездетонационной работы двигателя на данном топливе и качеством смазки. Большое значение имеет и температура конца расширения, при которой в действительных циклах начинает вытекать рабочее тело из цилиндра. Надежная работа выпускных органов двигателя достигается за счет [c.32]

При анализе регенеративных циклов неявно принималось, что число регенеративных подогревателей бесконечно велико, вследствие чего регенеративный подогрев рабочего тела мог счит мым процессом (в дальнейшем цикл с обратимым регенеративным подогревом рабочего тела называется теоретическим регенеративным циклом). В действительных циклах одвод тепла от тепло-отдатчика к рабочему телу и регенеративный пс догрев рабочего тела осуществляются при конечной разности температур, т. е. необратимо. Примером подобного цикла является, например, регенеративный цикл паросиловой установки с конечным числом регенеративных подогревателей питательной воды. [c.353]

Циклограммирование современных производственных машин-автоматов и автоматических линий требует учета физических свойств обрабатываемых материалов, температурных условий, упругости звеньев, наличия гидро- и пневмосвязей, точности изготовления и монтажа, накопления и использования информации в процессе обработки при наличии обратных связей. Необходима оценка точности воспроизведения циклограмм, вариантов обслуживания машин-автоматов и условий их эксплуатации. Требуется учет влияния ряда факторов на действительную производительность и реализацию теоретических циклов производственных автоматов, для чего необходимо применение методов теории вероятностей. При переходе от проектирования операционных машин к синтезу агрегатов и автоматических линий оказалось необходимым ввести новые категории циклов и произвести их научный анализ. Практика конструирования и эксплуатации автоматических линий показывает, что научно обоснованный синтез и анализ циклограмм позволяют значительно повысить производительность оборудования. [c.337]

Сравнительный анализ других схем теплового хозяйства металлургических заводов (с парогенераторами, Велокс , газовыми турбинами) показывает, что они дают экономию по сравнению с пароводяными турбинами, но значительно уступают по экономичности схеме с ртутнопаровым циклом. Тепловая схема и теоретический цикл воздуходувной станции с ртутнопаровой турбиной, имеющей два отбора пара — для подогрева воздуха и охлаждаемый дутьевым воздухом конденсатор, показаны на фиг. 231. [c.260]

Для проведенного ниже анализа разомкнутых теоретических циклов с подводом теплоты при V = onst были разработаны алгоритм и программа расчета на электронно-вычислительной машине БЭСМ-6 (см. приложения II и III). [c.37]

Для более глубокого анализа разомкнутых циклов важно иметь не только значения термического к. п. д., но и значения других основных параметров, таких, как максимальные давления и температуры, давления и температуры на выпуске и т. п. Сравнительные показатели основных параметров замкнутых и разомкнутых теоретических циклов с подводом теплоты при V — onst в зависимости от степени сжатия представлены на рис. 19. Прежде всего необходимо отметить, что максимальные значения температуры и давления разомкнутого цикла при всех значениях степени сжатия значительно ниже соответствующих параметров замкнутого цикла, что объясняется учетом переменной теплоемкости рабочего тела, возрастающей с повышением температуры. В результате уменьшаются значения температуры и давления в конце расширения (точка Ь) и особенно значительно при степенях сжатия, не превышающих е= 10- 12. [c.38]

Такил образом, цикл, данный на фиг. 27 и 28, вошёл в термодинамику не как теоретический цикл, выдвинутый Р. Дизелем, а как более поздняя термодинамическая абстракция, развившаяся из анализа рабочего процесса уже осуществлённого компрессорного двигателя Дизеля. [c.540]

Н. Н. Шиллером, предложившим оригинальную матема-трактовку этого закона. В связи с возникновением калорическ гателей общий анализ регенеративного цикла как метода приб к теоретическому циклу Карно осуществил И. А. Вышне Впервые метод определения экономии при комбинированном п-механической работы и тепла. (теоретические основы эффек теплофикации) был разработан И. А. Тиме. [c.196]

Анализ индикаторной диаграммы карбюраторного д. в. с.., изображенной на рис. 11.3, показывает, что действительный никл является незамкнутым и необратимым и характер его протекания зависит от большого числа факторов (е. К, р и др.), исследование которых продолжается и в настоящее время. Для того чтобы выявить теоретические основы расчета д. в. с., необходимо отвлечься от сложных действительных схем и перейти к рассмотрению идеального теоретического цикла, целиком состоящего из обратимых процессов. Такой цикл представлен на рис. 11.4 в рс - и Гх-диаграммах. Поскольку в этом цикле участвует неизменное количество рабочего тела, то линии впуска и выпуска отсутствуют. Линии ас и zb являются соответственно адиабатами сжатия и расширения. Линии z изображают процесс подвода внешней теплоты при V onst, а линия Ьа — процесс отвода теплоты при v = onst. [c.153]

Полученное нами соотношение дает точную связь между удельной тягой и работой идеального или теоретического циклов только при работе двигателя на расчетном режиме. Однако с очень не--большой погрешностью можно распространить его и на другие условия работы двигателя, тем более, что мы будем использо- вать понятие цикла двигателя только для качественного анализа работы ЖРД. Поэтому и для нерасчетных режимов мы будем пользоваться соотношением (IV. 3), понимая в этих случаях под работой цикла всю площадь в / у-диаграмме, ограниченную линиями процессов, составляющих цикл, например, площадь е 23с1 на фиг. 47. [c.106]

На рис. 2.1, взятом из работы Ли [198], показано изменение температуры рабочего тела в двигателе Стирлинга с адиабатным циклом. Параметры двигателя следующие температура нагревателя Те = 1000 к, температура холодильника Т = 300 К а = 105° к =1 X =1. Следует отметить, что температура рабочего тела в полости расширения в основном ниже номинальной температуры нагревателя. Средняя температура рабочего тела в полости расширения составляет 900 К, что на 100 К ниже температуры Те, а средняя температура рабочего тела в полости сжатия совпадает с номинальной температурой холодильника Незначительный вклад в развитие теоретического анализа адиабатного цикла внесли Квейл и Смит [271 ], а также Риас и Смит [286], которые независимо один от другого оценили эффекты необратимости. Это позволило провести изучение некоторых вопросов теплообмена методом последовательных приближений с требуемой степенью точности. [c.47]

Изменение асимметрии цикла нагружения в вершине трещины с ее ростом. Перераспределение напряжений от внешней нагрузки, действующих в области вершины трещины в полу-циклах растяжения и сжатия, может вызывать остановку развития усталостной трещины. Анализ такого перераспределения был проведен в работах И. В. Кудрявцева и В. Линхарта. На рис. 9,а показана схема распределения осевых напряжений в образце с концентратором, полученная при испытании на усталость при симметричном цикле напряжений (растяжения-сжатия) с амплитудой номинального напряжения Оц. До возникновения усталостной трещины эпюры растягивающих и сжимающих напряжений идентичны, а материал в области вершины концентратора реально подвергается нагружению по симметричному циклу с амплитудой а Оп и R = — (цикл 1—2). Если эта амплитуда превышает предел выносливости исследуемого материала, то в вершине надреза возникает усталостная трещина. После ее развития на глубину I распределение сжимающих напряжений не изменится, так как трещина, сомкнувшись, будет передавать нагрузку как исходное неповрежденное сечение, а по величине сжимающие напряжения при вершине трещины уменьшаются растягивающие напряжения сконцентрируются в вершине трещины, максимум их будет соответствовать величине аат(Тн(а(гт — теоретический коэффициент концентрации напряжений для трещины глубиной h + l). [c.23]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...