Цикли теплових двигунів. Цикли поршневих ДВЗ.

Усі теплові двигуни поділяються на два основні типи:

1. Двигуни внутрішнього згоряння. В яких паливно-повітряна суміш згоряє всередині двигуна (робочої машини), безпосередньо перед процесом розширення. До них відносяться поршневі, газотурбінні, реактивні.

2. Теплові двигуни із зовнішнім згорянням паливно-повітряної суміші або підведенням теплоти: ПСУ, що встановлюють на теплових електричних станціях, АТЕС, ТЕЦ, АТЕЦ і т.д. та двигуни Стірлінга.

Поршневі ДВЗ мають ряд переваг перед іншими двигунами—малі геометричні розміри і маса у порівнянні з ПСУ, вища температура верхнього джерела теплоти, тобто ширший діапазон температур робочого тіла, а отже, і вищий термічний ККД.

В основі принципу дії поршневого ДВЗ є перетворення зворотно-поступального руху поршня за допомогою кривошипно-шатунного механізму в обертальній рух вала.

Метою термодинамічного аналізу циклу будь-якого теплового двигуна є визначення величин, які безпосередньо впливають на термічний ККД даного двигуна, виявлення параметрів, що впливають на зміну термічного ККД і внесення подальших конструкційних вдосконалень для зміни усіх параметрів і підвищення загального ККД.

При термодинамічному аналізі також визначають середній індикаторний тиск робочого тіла в процесі виконання ним циклу, що підраховується за формулою:

,

де початковий і кінцевий об’єми робочого тіла, м³; питома зовнішня корисна робота, виконана двигуном за цикл, Дж/кг.

Також визначається зовнішня корисна робота, що підраховується за такими загальними залежностями:

,

де кількість підведеної до двигуна теплоти за цикл від верхнього джерела теплоти, Дж/кг; термічний ККД даного двигуна за цикл; кількість відведеної теплоти від двигуна до нижнього джерела теплоти, Дж/кг.

Термодинамічний аналіз циклів ДВЗ з ізохорним, ізобарним і змішаним підведенням теплоти. Методи підвищення термодинамічного ККД циклів ДВЗ.