Методические указания. Термодинамический анализ циклов двигателей внутреннего сгорания проводится при допущении термодинамической обратимости процессов

Термодинамический анализ циклов двигателей внутреннего сгорания проводится при допущении термодинамической обратимости процессов, составляющих цикл. Для простоты анализа циклов ДВС в качестве рабочего тела принимают идеальный газ с постоянной теплоемкостью. Разность температур между источником теплоты и рабочим телом считают бесконечно малой, а подвод теплоты к рабочему телу осуществляют от внешних источников теплоты, а не за счет сжигания топлива. Следует научиться анализировать различные циклы, пользуясь при этом pv- и Тs-диаграммами. При рассмотрении действительных процессов обратите внимание на отличие индикаторных диаграмм от теоретического идеального цикла. Проанализируйте уравнение для определения термического к.п.д. различных циклов и влияние основных параметров на термический к.п.д.

Разберитесь в экономичности циклов ДВС. При сравнении экономичности рассматриваемых циклов при одинаковых степенях сжатия следует помнить, что наиболее экономичным будет цикл с изохорным подводом теплоты. Если же сравнение экономичности производить при одинаковых максимальных давлениях и температурах, то максимальный к.п.д. имеет цикл с изобарным подводом теплоты, а наименьший — цикл с изохорным подводом теплоты.

При рассмотрении газотурбинных установок обратите внимание на преимущества их перед поршневыми двигателями внутреннего сгорания. Уясните принцип работы газотурбинных установок, запомните схемы установок и научитесь анализировать их работу, используя pv- и Ts-диаграммы. Поймите принцип получения уравнения термического к.п.д., обратите внимание на физический смысл этого понятия. Запомните, что при сравнении циклов ГТУ при различных степенях повышения давлений и одинаковых максимальных температурах наибольший к.п.д. имеет цикл с изобарным подводом теплоты. Разберите методы повышения термического к.п.д. и запомните, что регенерация теплоты, ступенчатое сжатие и ступенчатый подвод теплоты значительно повышают к.п.д. газотурбинной установки, а идеальный цикл при этом приближается к обобщенному циклу Карно.

Литература: [1] с. 144—171, [2] с. 230—241, 244—254.

Вопросы для самопроверки

1. Приведите определение понятия «двигатель внутреннего сгорания». 2. Как классифицируют теоретические циклы двигателей внутреннего сгорания? 3. Изобразите тепловой процесс цикла ДВС с подводом теплоты при v = const в pv- и Ts-диаграммах. 4. Как определить термический к.п.д. цикла ДВС с подводом теплоты при v = const? 5. Почему в циклах ДВС с подводом теплоты при v = const нельзя применять высокие степени сжатия? 6. Изобразите идеальный цикл двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при р = const в pv- и Ts-диаграммах. 7. Как определить термический к.п.д. цикла ДВС с подводом теплоты при р=const? 8. Изобразите идеальный цикл двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты в pv- и Ts -диаграммах. 9. Как определить термический к.п.д. и полезную работу в цикле? 10. Какие преимущества имеют газотурбинные установки по сравнению с двигателями внутреннего сгорания? 11. Приведите принципиальную схему газотурбинной установки с подводом теплоты при

р = const. Изобразите тепловой процесс в pv- и Ts-диаграммах. 12. Приведите принципиальную схему газотурбинной установки подводом теплоты при v=const. Изобразите тепловой процесс в pv- и Тs-диаграммах. 13. Назовите методы повышения термического к.п.д. газотурбинной установки.

Тема 9.Циклы холодильных машин, теплового насоса

Основные понятия о работе холодильных установок. Понятие о холодильном коэффициенте и холодопроизводительности. Циклы воздушных, пароэжекторных и абсорбционных холодильных установок. Принципиальные схемы установок и изображение циклов в pv- и Ts-диаграммах. Цикл паровой компрессорной холодильной установки, принципиальная схема и изображение цикла в Ts-диаграмме. Принципиальная схема теплового насоса. Понятие о коэффициенте теплоиспользования. Требования, предъявляемые к рабочим телам холодильных установок.