37.Многоступенчатый компрессор. При высоких степенях сжатия x = p(2)/p(1) наличие вредного пространства снижает производительность компрессора . Поэтому одноступенчатые К. неэффективны. Кроме того (как видно из Ts - диаграммы) увеличение p₂ приводит к росту Т. Для получения сжатого газа с р > 1 МПа применяют многоступенчатые компрессоры с промежуточным охлаждением. Кроме того это энергетически более выгодно - приближает процесс сжатия к изотермическому.

К1; К2; К3 – ступени сжатия;

ТО1; ТО2 – промежуточные теплообменники.

При конструировании компрессоров стараются обеспечить равномерное распределение работы между ступенями:

l_K1=l_К2=l_K3

Кроме того, π_K и n стараются делать одинаковыми. В этом случае изменение температуры газа в каждой ступени также будет одним и тем же:

n=1 – изотермический компрессор; n=k – адиабатный компрессор.  В       промежуточных теплообменниках газ охлаждается до начальной температуры при p=const. Рабочая диаграмма. m – число ступеней; если m→∞, то n=1; отсюда, уменьшается требуемая мощность двигателя привода. 1-2; 2'-3; 3'-4 – процессы сжатия в ступенях; 2-2'; 3-3' – охлаждение втеплообменнике. Наличие теплообменников приближает многоступенчатое сжатие к изотермическому.

Изображение процессов сжатия в тепловой диаграмме:

 

Вся теплота:

Классификация:

Центробежные, осевые, поршневые, ротационные.

38.Цикл ДВС при V=const

При движении поршня от верхней мертвой точки к нижней происходит всасывание горючей смеси (линия 0-1). Эта линия не является термодинамическим процессом, так как основные параметры при всасывании не изменяются, а изменяются только масса и объем смеси в цилиндре. Кривой 1-2 (линия сжатия) изображается процесс сжатия (поршень движется от нижней мертвой точки к верхней). В точке 2 от электрической искры происходит мгновенное воспламенение горючей смеси (при постоянном объеме). Этот процесс изображается кривой 2-3. В ходе этого процесса температура и давление резко возрастают. Процесс расширения продуктов сгорания на индикаторной диаграмме изображается кривой 3-4, называемой линией расширения. В точке 4 происходит открытие выхлопного клапана, и давление в цилиндре уменьшается до наружного давления. При дальнейшем движении поршня (от нижней мертвой точки к верхней) через выхлопной клапан происходит удаление продуктов сгорания из цилиндра при давлении несколько большем давления окружающей среды. Этот процесс на диаграмме изображается кривой 4-0 и называется линией выхлопа. В данном случае рабочий процесс совершается за четыре хода поршня (такта). Коленчатый вал делает за это время два оборота. В связи с чем, рассмотренные двигатели называются четырехтактными. Рассмотрим идеальный термодинамический цикл ДВС с изохорным подводом теплоты

Идеальный газ с начальными параметрами p₁, v₁,T₁ сжимается по адиабате 1-2. В изохорном процессе 2-3 рабочему телу от внешнего источника теплоты передается количество теплоты q₁. В адиабатном процессе 3-4 рабочее тело расширяется до первоначального объемаv₄=v₁. В изохорном процессе 4-1 рабочее тело возвращается в исходное состояние с отводом от него теплоты q₂ в теплоприемник.

 - Степень сжатия;

 -Ст. повышения давления;

Кол-во подведенной и отведенной теплоты термический кпд работа цикла

39Циклы ДВС при P=const

Этот цикл осуществляется следующим образом. Газообразное рабочее тело с начальными параметрами p₁, v₁, T₁ сжимается по адиабате 1-2. В изобарном процессе 2-3 телу сообщается некоторое количество теплоты  q₁. В адиабатном процессе 3-4 происходит расширение рабочего тела до первоначального объема. В изохорном процессе 4-1 рабочее тело возвращается в первоначальное состояние с отводом в теплоприемник теплоты q₂. Характеристиками  цикла являются : Степень сжатия -

Степень предварительного расширения - Кол-во подведенной и отв. теплоты: Термический кпд цикла впредположении постоянства теплоемкостей c_p  и  c_v  и их отношения  k=c_p /c_v будет Работа цикла определяется по формуле: При этом степень сжатия e  в цикле с подводом теплоты при p = const больше, чем в цикле с подводом теплоты при  v = const .

40Циклы двс со смешанным подводом теплоты

идеальный цикл двигателя со смешанным подводом теплоты в pv - координатах.

 

В адиабатном процессе 1-2 рабочее тело сжимается до параметров в точке 2. В изохорном процессе 2-3 к нему подводится первая доля теплоты q1 штрих , а в изобарном процессе 3-4 - вторая - q1 два штриха. В процессе 4-5 происходит адиабатное расширение рабочего тела и по изохоре 5-1 оно возвращается в исходное состояние с отводом теплоты  q₂ в теплоприемник.

Характеристиками  цикла являются :Степень сжатия -   Степень  повышения давления -   Степень предварительного расширения -

Количества подведенной

и отведенной q₂ теплоты

Термический кпд цикла будет:

Кпд

Цикл со смешанным подводом теплоты обобщает циклы с изобарным и изохорным подводом теплоты. Если положить что лямбда = 1 (что означает отсутствие подвода теплоты при постоянном объеме ( P2 =P3 )),  то формула (3) приводится к формуле (2), т.е. к формуле для кпд цикла ДВС с изобарным подводом теплоты. Если принять p=1(что означает отсутствие подвода теплоты при постоянном давлении ( V3 = V4 )), то формула (3) приводится к формуле (1) для кпд цикла с изохорным подводом теплоты.

41.Пути повышения работы и кпд циклов двс

Циклический характер работы ДВС – один из его недостатков, но вместе с тем благодаря ему в ДВС реализуются высокие температуры и давления газа Экономное расходование топлива имеет очень важное значение. На улучшение экономичности ДВС направлено совершенствование рабочего процесса, уменьшение мех. потерь и потерь теплоты.

В связи с этим получают распространение теплоизолирующие покрытия поверхностей деталей образующих камеру сгорания. Т к в ДВС до 30% теплоты отводится в охлаждающую среду актуальной задачей явл. создание адиабатного двигателя, но отсутств. охлаждения приводит к чрезмерно высок. Температурам что затрудняет создание надежной конструкции адиабатного двигателя.

Эксплуатационная экономичность транспортных двигателей повышается если их мощность исп-ся в условиях максимальной загрузки. С этой целью создаются двигатели у которых при уменьшении нагрузки отдельные цилиндры выключаются из работы.

Для уменьшения механических потерь следует больше внимания уделять рациональному выбору частоты вращения, совершенствованию конструкции вспомогательных и выключению их из работы на отдельных режимах когда их работа не нужна В настоящ. время для улучш. экономичности исп-т уменьшение частоты вращения и увелич. хода поршня.

Увеличение удельной мощности двигателя достигается повышением давления воздуха на входе в цилиндр.

Исследования работы ДВС на спиртовом и спиртосодерж. топливе

в разных климатических зонах позволили установить что меньшая теплота сгорания спиртосодерж. топлива компенсир-ся более высоким индикаторным кпд двигателя достигаемым вследствие возможного повышения степени сжатия.

Также следует отметить возможность исп-я синтетического топлива.