Термический кпд смешанного цикла.

Термический КПД _t оценивает экономичность цикла и показывает с какой степенью используется подведенная теплота Q₁ внутри цикла: . В соответствии со вторым законом термодинамики

После преобразований получаем:

Из полученного уравнения можно получить выражение _t для остальных циклов:

1) для цикла Отто (V= const) ρ=1:

2) для цикла Дизеля (Р=const) λ=1:

Величина _t лежит в пределах 0,54…0,58 для карбюраторных двигателей, 0,55..0,6 – для газовых, 0,66…0,69 – для дизелей

Анализ термического кпд t.

1) Цикл с подводом теплоты при V=const.

Термический кпд _t зависит от степени сжатия  и природы используемого рабочего тела, определяемой показателем адиабаты k.

При повышении  (Рис. 4) _t возрастает. С увеличением адиабаты k _t тоже возрастает. Наиболее активный рост _t происходит до =9.0. При дальнейшем увеличении  рост _t замедляется. Для каждого из значений  и к _t является величиной, не зависящей от степени повышения давления  и, следовательно, от количества подаваемой теплоты, то есть от нагрузки. Анализ выражения _t показывает, что эффективным средствомулучшения показателейдвигателя

Рис. 4 Зависимость ηt от ε при двух значениях к

является увеличение . Предельные значенияв двигателях с искровым зажиганием ограничены условиями, при которых обеспечивается нормальный процесс сгорания топлива (без детонации и самовоспламенения) а так же допустимое содержание в отработавших газах токсичных элементов.

2). Цикл со смешанным подводом теплоты.

Из уравнения видно, что _t смешанного цикла зависит от показателя адиабаты k, степени сжатия , степени повышения давления , степени предварительного расширения .

Рис. 6. Зависимость термического КПД от степени сжатия

С ростом  _t возрастает. Это происходит потому, что при повышении  и неизменных значениях Q^|₁ и Q₁^||, возрастает степень последующего расширения , а как известно, превращение теплоты в работу происходит в процессе расширения. Следует отметить, что темп роста _t с ростом  замедляется.

Использование рабочего тела с большой емкостью, что равнозначно повышению показателя k, приводит к снижению _{t .}

Рис. 7. Зависимость термического КПД от степени повышения давления

Увеличение  до 1,8 вызывает увеличение _t на 0,035, а при дальнейшем увеличении  величина _t остается практически неизменной.

С увеличением  происходит уменьшение _t для всех значений , а увеличение  на 5 единиц вызывает возрастание _t

В цикле со смешанным подводом теплоты , и если при данном значенииQ₁, увеличить теплоту Q^|₁, то соответственно возрастет , а теплота , и связанная с ней степень предварительного расширения уменьшается. Это значит, что значение степени последующего  будет больше, следовательно _t возрастает. Таким образом, для повышения экономичности цикла выгодно

Рис. 8. Зависимость термического КПД от степени предварительного расширения

увеличивать долю теплоты, подводимой при V= const. Однако следует заметить, что при увеличении , как и в случае роста, растут давления в цикле, что накладывает ограничение на использование этих путей для улучшения основных показателей цикла.