- •А.В. Кирис, в.В. Лисин
- •1. Введение. Основные понятия и определения….........................................6
- •Техническая термодинамика
- •Светлой памяти профессора
- •Основы термодинамики
- •1. Введение. Основные понятия и определения
- •1.1 Рабочее тело
- •1.2 Термодинамическая система
- •1.3 Параметры состояния Термодинамическим состоянием тела называется совокупность физических свойств, присущих данного телу.
- •1.4 Основные законы идеальных газов
- •2. Состояние термодинамической системы
- •2.1 Уравнение состония. Объединенный газовый закон
- •2.2 Физический смысл газовой постоянной r
- •2.3 Универсальное уравнение состояния идеального газа
- •2.4 Газовые смеси
- •2.5 Способы задания смеси
- •2.6 Расчет газовой смеси. Основные расчетные соотношения
- •2.7 Уравнение состояния для смеси
- •3.2 Закон Майера
- •3.3 Первый закон термодинамики
- •3.4 Аналитическое определение и графическое изображение работы
- •3.5 Теплота и работа в термодинамическом процессе
- •3.6 Внутренняя энергия
- •3.7 Энтальпия
- •3.8 Контрольные вопросы
- •4. Основные термодинамические процессы
- •4.1 Методика исследования термодинамических процессов
- •4.2 Изохорный процесс
- •4.3 Изобарный процесс
- •4.4 Изотермный процесс
- •4.5 Адиабатный процесс
- •4.6 Политропный процесс
- •4.7 Теплоемкость политропного процесса
- •4.8 Определение численного значения показателя n
- •4.9 Взаиморасположение термодинамических процессов в p-V
- •Все рассмотренные нами процессы имели n0 и процессы располага-лись в II и IV четвертях. В данном случае при расширении давление
- •4.10 Контрольные вопросы
- •5. Второй закон термодинамики
- •5.1 Круговые процессы
- •5.2 Второй закон термодинамики
- •5.3 Некоторые формулировки второго закона термодинамики
- •5.4 Обратимость термодинамических процессов
- •5.5 Цикл Карно
- •5.7 Энтропия
- •5.8 Работоспособность (эксергия)
- •5.9 Пределы применимости второго закона
- •5.10 Контрольные вопросы
- •6. Изменение энтропии в процессах.
- •6.1 Координатная система t - s
- •6.2 Обобщенный (регенеративный) цикл Карно
- •6.3 Среднеинтегральная температура
- •6.4 Энтропийные уравнения
- •6.5 Изображение термодинамических процессов в t-s координатной системе
- •7.2 Диаграмма Эндрюса
- •7.3 Механизм парообразования
- •7.5 Процесс парообразования в р-V диаграмме. Виды пара
- •7.6 График парообразования в t-s диаграмме
- •7.7 Таблицы термодинамических свойств воды и пара
- •7.8 Теплота парообразования
- •7.9 Анализ параметров трех фаз парообразования. Критические
- •7.10 Измерения энтропии по трем фазам парообразования
- •7.11 Диаграмма I – s
- •7.12 Контрольные вопросы
- •8. Воздух
- •8.1 Влажный воздух
- •8.2 Диаграмма I – d для влажного воздуха
- •8.3 Контрольные вопросы
- •Техническая термодинамика
- •9. Циклы паросиловых установок
- •9.1 Паровой цикл Карно
- •9.2 Цикл Ренкина
- •9.3 Повышение
- •9.4 Цикл с двойным перегревом пара
- •9.5 Регенеративный цикл
- •9.6 Коэффициенты полезного действия
- •10. Циклы двигателей внутреннего сгорания
- •10.1 Цикл Отто (цикл быстрого горения с подводом теплоты при постоянном объеме)
- •10.2 Цикл Дизеля (цикл медленного горения, с подводом теплоты при постоянном давлении)
- •10.3 Цикл Тринклера (цикл со смешанным подводом теплоты)
- •10.4 Сравнение циклов двс
- •10.5 Контрольные вопросы
- •11. Циклы газотурбинных установок и реактивных двигателей
- •11.1 Газотурбинные установки. Общая характеристика
- •11.2 Цикл простейшей гту
- •11.3 Принцип работы реактивного двигателя
- •11.4 Способы повышения гту
- •11.5 Контрольные вопросы
- •12. Циклы холодильных установок
- •12.1 Холодильные установки морских судов
- •12.2 Циклы воздушных, пароэжекторных и абсорбционных холодильных установок
- •12.3 Контрольные вопросы
- •13. Компрессоры
- •13.1 Компрессоры
- •13.2 Определение работы ступени идеального компрессора
- •13.3 Цикл одноступенчатого компрессора
- •13.4 Контрольные вопросы
- •14. Истечение
- •14.1 Определение работы истечения газа или пара
- •Тогда работа против внешних сил при перем ещении составит p1v1 - p2 v2.
- •14.2 Определение скорости при истечении
- •14.3 Массовый секундный расход газа или пара при адиабатном расширении
- •14.4 Форма струи при адиабатном истечении газа и пара
- •14.6 Построение сопла для использовании полного теплоперепада (сопла переменного сечения – сопла Лаваля)
- •14.7 Истечение через короткое цилиндрическое сопло
- •14.8 Графики скорости, расхода и удельного объема
- •14.9 Изохорное истечение газа и пара
- •14.10 Адиабатное истечение с трением
- •14.11 Дросселирование (мятие) пара
- •14.12 Контрольные вопросы
- •Термодинаміка і теплотехніка
- •Навчальний посібник у двох частинах
- •Частина 1
- •Термодинаміка
10. Циклы двигателей внутреннего сгорания
10.1 Цикл Отто (цикл быстрого горения с подводом теплоты при постоянном объеме)
Рис. 44
На графиках изображен цикл Отто в р-v и Т-s координатах (рис. 44). На обоих рисунках: 1-2 –сжатие рабочего тела в цилиндре; 2-3 – горение; 3-4 – расширение рабочего тела (рабочий ход); 4-1 – выхлоп.
Введем обозначения:
Считая
1-2 адиабатным процессом, из соотношения
параметров адиа-батного процесса
тогда
Для
изохоры 2-3
(125)
Для
адиабаты 3-4
(126)
и
Отсюда
получим:
(127)
Окончательно
цикла
Отто запишется в виде:
(128)
10.2 Цикл Дизеля (цикл медленного горения, с подводом теплоты при постоянном давлении)
Рис. 45
В цикле Дизеля, изображенном на рис. 45: 1-2 – сжатие рабочего тела; 2-3 – горение; 3-4 – расширение рабочего тела; 4-1 - выхлоп. Из рисунка видно, что давление в цилиндре двигателя после самовоспламенения рабочего тела в т.2 не повышается. Это объясняется тем, что в качестве топлива применяется тяжелое жидкое топливо, которое горит медленно.
Введем обозначения:
-
степень сжатия,
-
степень предварительного расширения,
-
степень последующего расширения,
(129)
(130)
(131)
(132)
Затем
запишем
через
подведенную и отведенную теплоты,
которые определим через соответствующие
теплоемкости и разности температур и
получим выражение
цикла
Дизеля:
(133)
10.3 Цикл Тринклера (цикл со смешанным подводом теплоты)
Рис. 46
Цикл со смешанным подводом теплоты характерен для так называемых бескомпрессорных двигателей, работающих на тяжелом топливе, с внутренним смесеобразованием. Впервые такой двигатель был создан в 1904 г. Г.В.Тринк-лером.
Введем следующие обозначения (рис. 46):
=
-
степень сжатия,
-
степень повышения давления,
-
степень предварительного расширения,
-
степень последующего расширения, причем
т.к.
и
).
Пользуясь
методикой вывода
,
использованной в предыдущих двух
параграфах, получим
цикла
Тринклера.
.
(134)
.
Подставим
полученные значения температур и
разделим
числитель
и знаменатель вычитаемого на сv.
Получим
откуда
(135)
Из
последнего выражения можно получить
циклов
Дизеля и Отто.
Так,
для цикла Дизеля (
(133)
Для
цикла Отто (
:
(128)