Бақылау сұрақтары мен тапсырмалар. 1. Жану процесі кезінде цилиндр ішінде қандай құбылыс жүреді және ол қозғалтқыш жұмыс

1. Жану процесі кезінде цилиндр ішінде қандай құбылыс жүреді және ол қозғалтқыш жұмыс айналымыныңқай кезінде жүреді?

2. Карбюраторлы және дизельді қозғалтқыштардың жану процестерінде айырмашылық бар ма?

3. Жануға қажетті ауаның теориялық мәні қалай анықталады?

4. Ауа мен жанармай қоспасының қандай түрлері болады?

5. Ауа қатынасының коэффициенті нені көрсетеді?

6. Жану процесі кезінде қандай мелекулярлық өзгеріс болады?

7. Жанғаннан кейінгі газ қысымының артуын қандай көрсеткішпен бағалайды?

8. Дизельді қозғалтқыштағы газдың алдын ала ұлғаю құбылысы нендей себептің әсерінен болады және ол құбылысты қалай есепке алады?

9. Жану процесінің соңындағы температураны қандай теңдікпен анықтайды?

10. Жанып болғаннан кейінгі газ қысымын есептеп беріңіз.

11. Жанармайдың жанғандағы теориялық және төменгі жылу мөлшерінің айырмашылығы болады ма?

12. Жылуды пайдалану коэффициенті қандай құбылысты бағалайды?

13. Ауа қатынасының коэффициентіне байланысты жану процесінің қандай көрсеткіштері өзгереді?

14. Жану процесін жақсарту үшін қандай шаралар қолданылады?

3 сұрақ.Ұлғаю процесі. Қозғалтқыштардың индикаторлық диаграммалары. Қозғалтқыштардың индикаторлық диаграммалары. Іштен жанатын қозғалтқыштың индикаторлық диаграммасы деп оның цилиндрлерінің ішіндегі газ қысымы құбылысының ондағы көлемнің өзгерісіне байланысты тұрғызылған графигін айтамыз, яғни P – Vкоординаталарына тұрғызылған қозғалтқыштың жұмыс процесінің графигі болады. Олай болса, бұл диаграмман да екі түрлі жағдайда тұғызуға болады. Біріншісі, цилиндр ішіндегі теориялық термодинамикалық процестер жүреді деп есептеген кездегі газ қысымының көлемге байланысты өзгеріс рафигі, ал екіншісі, осы байланыс графигінің қозғалтқыш цилиндрінің ішінде нақты термодинамикалық процестер жүреді деп есептеген кездегі графигі.

Ұлғаю процесі іштен жанатын поршеньді қозғалтқыш процестерінің ішіндегі ең маңызды процесс болып табылады. Себебі осы процесс кезінде ғана қозғалтқыш сыртқа энергия шығара алады, ал басқа процестер кезінде ол тек сыртқы энергияның көмегімен ғана жұмыс істей алады. Олай болса, бұл процесті жұмысшы процесс деп атауға да болады.

Ұлғаю процесі оның алдында болған жану процесінің нәтижесінде іске асады. Өйткені жану процесі кезінде, жоғарыда айтылғандай, цилиндр ішіндегі жанғыш газдың қысымы көтеріледі де, енді ол поршеньді ЖШН-ден ТШН-ге қарай үлкен күшпен итереді. Соның нәтиежесінде қозғалтқыштың иінді білігі сырттағы кедергіні жеңе отырып жұмыс істей береді. Енді сол процестің көрсеткіштерін теориялық жолмен анықтайды. Іштен жанатын қозғалтқыштардың ұлғаю процесін адиабаттық процесс деп есептейді. Себебі бұл кезде жанғыш газбен қазғалтқыш бөлшектерінің аралығында жылу алмасуы болмайды деп қабылдаймыз. Бірақ шын мәнінде олай емес екендігіне төменде көз жеткіземіз. Ал процестің көрсеткіштерін анықтауды азда болса жеңілдету үшін, алдымен бұл процесті адиабатты прпоцесс деп қарап, оны көрсеткіштерін теориалық жолмен анықтаймыз. Олай болса адабаттық процесс кезіндегі газ қысымы мына заңдылыққа бағынады: P_bV_b^k=P_z V_z^k

Мұндағы: P_b мен V_b ұлғаю кезіндегі газдың қысымы мен көлемінің кез кезген уақыттағы мәндері, ал k адиабаттық процестін көрсеткіші.

Енді осы өрнектен ұлғаю процессі кезіндегі газ қысымын анықтайтын болсақ, онда: P_b=P_z( )^k Егер қысымды, алдынғы тақырыптарда түсіндірілген ұғымдарды еске ала отырып, анықтайтын болсақ, онда: P_b=P_z( )^k Мұндағы P- қысымның алдын ала ұлғая коэффиценті. Сондықтан осы өрнекті дизельді қозғалтқыш үшін қолдануға болады, ал карбюраторлы қозғалтқыштар үшін бұл коэффицент s=1.0 . Олай болса, карбюторлы қозғалтқыштар үшін: P_b=P_zɛ^k-1

Ұлғаю процесі кезіндегі газдың температурасы, ол ұлғайған сайын өзгеріп азая береді. Сондықтан процестің бастапқы және сонғы кезіндегі газ температурасын анықтасаө болғаны.Олай болса газдың бастапқы кезіндегі температурасы (T_z) жану процесінің соңғы кезіндегі газдың температурасымен бірдей болады. Ал ұлғаю процесінің соңғы кезіндегі температураны (T_b) газ күйінің сипаттамалық теңдеуі мен адиабаттық анықтаймыз. Сонда: T_b=T_z/( )^k-1=T_z/( )^k-1 Бұл формуланы да дизельді қозғалтқыштар үшін қолдануға болады. Ал карбюраторлы қозғалтқыштарда алдын ала ұлңаю процесі болмайтындықтан, олар үшін мына формуланы қолданамыз: T_b=T_z( )^k-1=T_zɛ^k-1 Іштен жанатын қозғалтқыштардағы, нақты ұлғаю процесі жоғарыда айтылған адибаттық процестен өзгеше болады. Оның негізгі себебтеріне ұлғаю кезіндегі жылу алмасу процесі бірге жүретіндігін жатқызуға болады. Ол кезде жанғыш қоспа бірден толық жанып біткендіктен, ұлғаю процесі кезінде де әрі қарай жанып, жылу бөліне береді. Оның үстіне қозғалтқыш бөлшектері мен жанғыш газдың температураларында үлкен айырмашылық болғандықтан олардың аралығындағы жылу алмасу процесі өте жедел жүреді де, жылу мөлшері әжептәуір шығынғы ұшырайды. Оларға қосымша, газ жанғандағы бөлініп шыққан жылу толық ұлғаю процесі кезіндегі сырттағы жұмысқа айнала алмағындықтан, шығатын газбен бірге біраз жылу сыртқа шығын болады. Міне, осы жағдайларды есепке алатын болсақ онда бұл ұлғаю процесі адиабаттық процесс емес екендігіне көз жеткізу қиын емес .

Қозғалтқыш жұмыс істеген кезіндегі нақты ұлғаю процесі адабаттық процестің заңдылығымен емес, политроптық, яғни аралас процесс заңдылығымен жүреді. Олай болса, процестің адиабаттық көрсеткішін (k) политроптық процестің көрсеткішіне (n₂) алмастырсақ болғаны. Ал политроптық процестің көрсеткіші, тәжірибе жолымен дәлелденгендегідей, адиабаттық процестің көрсеткішінің орташа мәніндей болады екен, яғни сонда : дизельді қозғалтқыштар үшін n₂ = 1,22-1,25 , ал карбюраторлы қозғалтқыштар үшін n₂=1,25-1,33болады екен. Олай болса, ұлғаю процесі кезіндегі газ көрсеткіштерін осы айтылған заңдылықтарды пайдалана отырып анықтауға болады.