Двигатели внутреннего сгорания.
Теплосиловые установки.
Назначение:превращение теплоты в работу.
Термодинамика не запрещает такое превращение, так как согласно первому закону термодинамики
du = dq – dw → dw = dq – du. (6.1)
Следовательно, получать работу dw > 0 можно или/и подводом теплоты dq > 0 или/и уменьшением внутренней энергии du < 0.
В химической технологии и энергетике теплосиловые установки применяются как источники энергии для компрессоров, вакуум-насосов, вентиляторов и газодувок, насосов для перемещения жидкостей, для приведения в действие дробилок и других измельчителей. В энергетике теплосиловые установки используют для производства электроэнергии и теплоты для обогрева.
Двигатели внутреннего сгорания.
Эти двигатели различают по виду топлива на бензиновые и дизельные. На рис. 6.1 представлена индикаторная диаграмма цикла бензинового двигателя.
Рис. 6.1. Индикаторная диаграмма бензинового двигателя внутреннего сгорания.
А1 – процесс всасывания паро-воздушной смеси в объем цилиндра;
1 – 2 – сжатие этой смеси; в точке 2 возбуждение искры запального устройства (свечи);
2 – 3 – вспышка (взрыв) паров бензина в смеси с кислородом воздуха;
3 – 4 – процесс политропического расширения дымовых газов;
в точке 4 – открытие выхлопного клапана;
4 – 1 процесс выхлопа дымовых газов в атмосферу.
На рис. 6.2 представлена индикаторная диаграмма дизельного двигателя внутреннего сгорания.
Рис. 6.2. Индикаторная диаграмма дизельного двигателя внутреннего сгорания.
А1 – процесс всасывания чистого воздуха из атмосферы в цилиндр двигателя;
1 – 2 – процесс сжатия воздуха; в точке 2 – впрыск дизельного топлива в цилиндр;
2 – 3 – горение топлива; 3 – 4 –процесс политропического расширения;
т. 4 – открытие выхлопного клапана; 4 – 1 – выхлоп дымовых газов в атмосферу.
Можно показать, что термический коэффициент полезного действия ηt двигателей внутреннего сгорания сильно зависит от степени сжатия р1/р2 (см. рис. 6.1 и 6.2): чем больше эта степень, тем больше ηt. Для бензинового двигателя степень сжатия ограничена температурой самопроизвольной вспышки паров бензина в смеси с кислородом воздуха. Поэтому паровоздушную смесь приходится сжимать до температуры ниже температуры вспышки, а само горение (взрывного типа) инициируют с помощью искры в запальной свече.
В дизельных двигателях сжимается чистый воздух, степень сжатия в таких двигателях ограничена только прочностными свойствами материалов для изготовления двигателей. Поэтому степень сжатия в дизельном двигателе много больше степени сжатия в бензиновом двигателе и, соответственно, ηt – тоже.
Для бензиновых двигателей η ≈ 25% – 30%, для дизельных η ≈ 40% - 45%. Это значит, что из 10 литров бензина в баке на собственно движение автомобиля будет израсходовано только 2,5 литра, а остальное пойдет на обогрев атмосферы и экологическую грязь. Зато у дизельного двигателя чуть меньше половины топлива будет истрачено с пользой, а остальное – потери.
Дата добавления: 2015-08-21; просмотров: 814;