Принципиальное отличие термодинамических циклов ДВС и ГТУ

Газотурбинным двигателем (ГТД) называется ТД, в котором процессы, образующие цикл, происходят в различных элементах двигателя: осевом ком­прессоре, одной или нескольких камерах сгорания и одной или нескольких га­зовых Турбинах, а в ДВС процессы образующие цикл происходят в одном элементе двигателя!

В ДВС предполагается, что:

1) рабочим телом является идеальный газ;

2) количество, состав, теплоёмкость рабочего тела на всех стадиях цикла не изменяется;

По способу подвода теплоты, циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (ПДВС) делятся на три группы:

1) цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (v = idem), называемый циклом Отто;

2) цикл с подводом теплоты при постоянном давлении (р = idem), называемый циклом Дизеля;

3)цикл со смешанным подводом теплоты (v = idem, p = idem), называемый циклом Тринклера или Сабатэ.

 

Газотурбинные двигатели подразделяются на газотурбинные установки (ГТУ), используемые, в частности, в качестве энергопривода центробежных на­гнетателей на компрессорных станциях магистральных газопроводов, и турбо­реактивные двигатели (ТРД), применяемые в авиации.

По способу подвода теплоты циклы ГТУ делятся на две группы:

1) цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (v = idem) или цикл Гем­фри;

2) цикл с подводом теплоты при постоянном давлении (р = idem) или цикл Брайтона.

 

19) Термодинамический цикл с подводом теплоты при v = idem (цикл Отто).

Термодинамический цикл Отто в координатах p-v. Цикл Отто состоит из двух адиабат и двух изохор - v = idem.

 

Термический КПД цикла Отто определяется по формуле: , где степень сжатия газа

k- показатель адиабаты.

 

Термический КПД цикла Отто возрастает с увеличением степени сжатия е и показателя адиабаты к.

С точки зрения роста термического КПД выгодно увеличивать сте­пень сжатия . Однако, осуществлять сжатие до слишком высоких значений ( > 12) не удается, т.к. по достижении определенного значения температуры РТ оно самовоспламеняется еще до прихода поршня в ВМТ. величина зависит от качества топлива.

20) Термодинамический цикл с подводом теплоты при р = idem (цикл Дизеля).

Термодинамический цикл Дизеля в координатах p-v. Цикл Дизеля состоит из двух адиабат , изобары и изохоры (v = idem).

 

Термический К.П.Д цикла Дизеля определяется по формуле: , где степень предварительного расширения газа в процессе c-z (при р= idem), к - показатель адиабаты.

Термический КПД цикла Дизеля возрастает с увеличением степени сжатия газа и с уменьшением степени предварительного расширения газа .

 

21) Термодинамический цикл со смешанным подводом теплоты при v = idem и р = idem (цикл Тринклера)

В отличие от дизельного в двигателе со смешанным подводом теплоты топливо подается через форсунку Ф в форкамеру ФК, расположенную в цилиндре Ц. Топливо в форкамере ФК самовоспламеняется.

Горение топливно-воздушной смеси начинается в форкамере ФК и закан­чивается в цилиндре Ц.

Термодинамический цикл Тринклера в координатах p-v. Цикл Тринклера состоит из двух адиабат , двух изохор (v = idem) и изобары (р = idem).

 

Термический КПД цикла Тринклера определяется по формуле: ,

где степень повышения давления газа - см. рис. 96; к - показатель адиабаты.

22) Из сопоставления термических КПД циклов Тринклера (с подводом теплоты при v= idem и р = idem) и Отто (с подводом теплоты при v = idem) сле­дует, что в этих циклах:

при одинаковой степени сжатия газа

23) Из сопоставления термических КПД циклов Тринклера (с подводом теплоты при v= idem и р = idem) и Отто (с подводом теплоты при v = idem) сле­дует, что в этих циклах:

 

при одинаковой наивысшей температуре Т

24) Из сопоставления термических КПД циклов Тринклера (с подводом теплоты при v= idem и р = idem) и Дизеля (с подводом теплоты при р = idem) сле­дует, что в этих циклах:

при одинаковой степени сжатия газа

 

25) Из сопоставления термических КПД циклов Тринклера (с подводом теплоты при v= idem и р = idem) и Дизеля (с подводом теплоты при р = idem) сле­дует, что в этих циклах:

 

при одинаковой наивысшей температуре Т

26)

27)

33. Как изменится термический η_t циклов ДВС при уменьшении значения степени сжатия?

При уменьшении значения степени сжатия термический η_t циклов ДВС уменьшается.