рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Механика
/
Процесс расширения. параметры процесса расширения

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Процесс расширения. параметры процесса расширения

Процесс расширения. параметры процесса расширения - раздел Механика, Индикаторные диаграммы 4-х и 2-х тактного двигателей. Основные показатели ...

В отличие от идеального в рабочем цикле газы расширяются не по адиабате, а по политропе с переменным показателем п₂.

В течение всего процесса расширения происходит теплообмен между газами и стенками цилиндра. В начале расширения в результате догорания топлива к газу будет подводиться теплота. За этот период n₂<k, и политропа расширения расположится выше адиабаты (рис. 241). Затем догорание топлива ослабляется и п₂ повышается.

По окончании догорания приток теплоты к газу прекратится, и вследствие дальнейшей теплоотдачи значение п₂ становится больше k (участок кривой mb).

Среднее значение п₂ может колебаться от 1,20 до 1,35. На величину п₂ влияют следующие факторы:

1. Догорание топлива, уменьшающее значение п₂. При этом кривая расширения располагается выше адиабаты, приближаясь к изотерме.

В дизелях процесс догорания заканчивается примерно на 1/3 хода поршня.

2. Теплоотдача от газа через стенки цилиндра к охлаждающей воде.Она увеличивает п₂, и линия расширения будет проходить ниже адиабаты, так как n₂>k.

3.Быстроходность двигателя, с повышением которой догорание увеличивается и значение п₂ уменьшается. С изменением режима работы двигателя изменяется и значение п₂. При увеличении частоты вращения продолжительность (по времени) теплоотдачи, а следовательно, и п₂уменьшаются. Догорание и диссоциация продуктов сгорания будут иметь наибольшие значения в начале процесса расширения.

4.Однако плохое смесеобразование и поздняя подача топлива могут привести к его догоранию на протяжении почти всего хода расширения, результатом которого будет высокая температура выпускных газов (т.b), повышенный расход топлива, перегрев ДВС и пониженная мощность.

В расчетном цикле предполагается, что расширение происходит до н. м. т. Следовательно, объем в конце расширения Vb будет равен полному объему цилиндра V_a- Определим давление Рb и температуру Тb в конце расширения.

Из уравнения политропы для точек начала и конца расширения

Рz Vz ⁿ²=Р_b Vⁿ_bⁿ²= Р_b Vaⁿ²получим, что Р_b= Рz(Vz/ Va)ⁿ²

Умножив и разделив правую часть уравнения на Vсⁿ², находим что

Р_b= Рz(Vz/ Vс∙ Vс/ V a)ⁿ²

Отношение Vz/ Vс=ρ называется степенью предварительного расширения

Отношение V a / Vz = δ называется степенью последующего расширения

Подставив значения ρ и Vс/ V a=1/ε , получим давление в конце расширения для циклов смешанного и медленного сгорания : Р_b= Рz(ρ/ε)ⁿ²

Учитывая, что(ρ/ε) =1/δ формулу можно переписать в таком виде: найдем, что

Для двигателей, работающих по циклу быстрого сгорания, ρ = 1.Следовательно, из формулы найдем, что

Р_b= Рz/εⁿ²

Температуру в конце расширения также определяют из уравнения политропы

Т_z V_zⁿ²^-1= T_b V_bⁿ²^-1 = Т_b Vаⁿ²^-1

откуда T_b= Т_z(V_z/ Vа)ⁿ²^-1.Умножив и разделив правую часть уравнения на Vсⁿ²^-1¹, получим температуру в конце расширения для циклов

смешанного и медленного сгорания: термометры контроля температуры

T_b= Т_z(V_z/ V с^∙ Vс/ V a)ⁿ²^-1^{выпускных газов и охлаждения ДВС.}

откуда T_b= Т_z(ρ/ε)ⁿ²^-1 или T_b= Т_z/δⁿ^2-1

Для двигателей со сгоранием при постоянном объеме δ = ε. Значит, T_b= Т_z/εⁿ²^-1

По опытным данным для дизелей Р_b = (0,24—0,49) Мн/м² = (2,4-4,9) кгс/см² и Т_ь= (900-200)°К.

В период выпуска преодолеваются вредные сопротивления в выпускном канале, трубопроводе и глушителе, на что затрачивается работа. Она увеличивается с повышением скорости газов. Давление газов в цилиндре за период выпуска не остается постоянным, в результате чего они движутся с переменной скоростью. В начале выпуска скорость их больше, чем в конце.

Ввиду того что колебания давления газов при выпуске не поддаются точному теоретическому подсчету, в расчетах обычно вместо переменного давления используют среднее постоянное давление газов в период выпуска.

Необходимо различать давление в период выпуска в цилиндре Pr и давление в выпускной трубе. Среднее давление в период выпуска Pr в цилиндре выше давления в выпускной трубе.

Температура газов в период выпуска как в цилиндре, так и в выпускном трубопроводе также не остается постоянной.

Средняя температура газов непосредственно за выпускным коллектором для двигателей, по данным проф. Ваншейдта, находится в пределах (250-450) °С

Ответить на следующие вопросы:

1. почему такт расширения ( рабочий ход ДВС) является политропным.

2. понятие степени предварительного расширения.

3. понятие степени последующего расширения.

4. от каких факторов зависит значение температуры выпускных газов.

4. как реально на двигателях контролируют Тz

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Индикаторные диаграммы 4-х и 2-х тактного двигателей. Основные показатели

Равновесные процессы обладают свойством обратимости состоящим в том что процесс совершается сначала в прямом а затем в обратном направлении... Процессы в которых рабочее тело возвращается в первоначальное состояние... В зависимости от характера протекания и способа подвода теплоты рассматриваемые в термодинамике процессы разделяются...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Процесс расширения. параметры процесса расширения

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Индикаторные диаграммы 4-х и 2-х тактного двигателей. Основные показатели.
1. Некоторые сведения из термодинамики: ПЕРВЫЙ И ВТОРОЙ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Физический смысл первого закона термодинамики, или, как его часто называют, первого начала тер

Изменение состояния газа, т. е. его параметров, называется термодинамическим процессом.
В реальных условиях параметры Т и р в ходе процесса изменяются неодновременно по всей массе газа. В процессе сжатия газа в цилиндре, по мере уменьшения объема, слои газа, расположенны

A — действительный; б — теоретический, в — идеальный.
На рис. 26.2,а,б и в приведены диаграммы: действительного теоретического и идеального циклов Дизеля. Характерным в работе реальных двигателей по циклу Дизеля является впуск

А — действительный; б — теоретический; в — идеальный.
На рис. 26.3,а,б и в приведены диаграммы действительного, теоретического и идеального циклов Сабатэ. Характерной особенностью работы реального двигателя по этому циклу, так

Индикаторная диаграмма 2-х тактного двигателя.
Понятия и определения, которые необходимо знать: 1. какие термодинамические процессы называются круговыми или циклами. 2. что такое теоретичес

ПРОЦЕСС НАПОЛНЕНИЯ
Процесс впуска предназначен для введения в цилиндр свежего заряда: горючей смеси — в бензиновых двигателях или воздуха — в дизелях. Чем больший по массе свежий заряд будет введен в цилиндр двигате

ПРОЦЕСС СЖАТИЯ
Процесс сжатия в д.в.с. проводится с целью создания условий для эффективного протекания следующего за ним процесса сгорания.В процессе сжатия имеют место следующие явления. Свежий заряд подогревает

Для упрощения расчета цикла полагают, что процесс сжатия протекает по политропе со средним постоянным показателем.
На величину n1 влияют быстроходность двигателя, материал поршня и охлаждение его. С увеличением быстроходности время для теплообмена уменьшается и

Определение давления сжатия Рс
Давление газов рс и температура Тс в конце сжатия определяются из соотношений параметров политропного процесса сж

Определение температуры Тс.
Из уравнения политропы сжатия Тс / Та = (Vа/ Vс ) n1-1 Находим температу

Диагностика ДВС вибросистемой ДЕПАС
Недостаточное давление в конце сжатия не обеспечит нужной температуры для самовоспламенения топл

Смесеобразование в дизелях.
Сжигание топлива является одним из самых распространенных методов получения тепловой энергии, используемой для различных производственных целей и особенно для последующего трансформирования ее в

Определение низшей теплотворной способности топлива.
количество теплоты ,выделяемое при сгорании топлива, называется теплотворной способностью

Тепловой расчет целесообразно начать с определения низшей теплотворной
способности топлива Qнp ккал/кГ. (Сортом топлива задаемся - дизельное) 1.Химический состав топлива в процентах по весу: Массовое содержание углерода С

Количество смеси газов в цилиндре до начала и в конце горения.
Для сжигания 1 кг топлива в цилиндр вводится L кмоль воздуха. Кроме того, в нем имеются остаточные газы в количестве Мг кмоль. Таким образом, в период сжатия

Процесс сгорания, параметры процесса сгорания .
Для современных д.в.с. оптимальная продолжительность процесса сгорания составляет примерно 0,02—0

Определение температуры, давления и объема в конце сгорания.
В правые части уравнений сгорания входят теплоемкости, зависящие от Tz. Поэтому после подстановки численных значений эти уравнения будут полными квадратными уравнениями относитель

Ср.индикаторное давление. Виды мощностей
Построение расчётной индикаторной диаграммы Индикаторная диаграмма служит исходным материалом для динамического и прочностного расчета двигателя. Построение индикаторной д

Проводим атмосферную линию
P0 * 25= мм. Проводим линию давления впуска Pa * 25= мм. Проводим линию давления выпуска Pb1 * 25= мм.

Это произведение будет постоянным для любой точки политропы сжатия
Найдем давление в миллиметрах для объема т.111, --(Vz) объема предварительного расширения в т.Z Vz= Vc * r = 17.5 * 1.95 = 34 мм

Мощность индикаторная- развиваемая газами непосредственно внутри цилиндров двигателя.
Если коленчатый вал одноцилиндрового четырехтактного дви¬гателя делает n об/сек, то за 1 сек в его цилиндре совершается n/2 цикл/сек. В цилиндре двухтактного дизеля при п об/сек его коленчатого вал

Мощность эффективная- замеренная на коленчатом валу,. Это есть индикаторная мощность с учетом механических потерь в двигателе
Ne= Ni nm , где nm – коэффициент механическиъх потерь в ДВС ( механический КПД) Вычисление Nе по формуле, конечно, бу

Мощность номинальная- гарантируемая заводом-изготовителем для определенных длительных условий работы эффективная мощность двигателя.
4. мощность максимальная- на 10 % больше эффективной .По этой мощности устанавливается ограничение рейки ТНВД с пломбой. Ответить н

Удельный расход топлива
Количество топлива, расходуемого в двигателе за единицу времени на единицу мощности, называется удельным расходом топлива. - В зависимости от того, к какой мощности отн

Индикаторный к. п. д.
Отношение количества теплоты, превращенной в работу в цилиндре, к расчетной теплоте сгорания топлива, затраченного на получение этой работы называется индикаторным К.П.Д.-- ηi

Расчет температуры наддува
Температура воздуха на входе в двигатель:

Пpи сжатии воздуха в компрессоре происходит повышение
его температуры, которая определяется по формуле: • Где • Т0 - температура атмосферного воздуха; • К = 1,40 - п

Тепловой баланс двигателя
Тепло, выделяющееся при сгорании топлива, не может быть полностью превращено в полезную работу,

Теплонапряженность
Тепловое состояние ЦПГ, определяющее работоспособность и надежность ее деталей в эксплуатации, называется теплонапряженностью цилиндра. Температура нагрева деталей в районе камеры сгорания ( вту

Определение пути,скорости и ускорения поршня.
В поршневых ДВС кривошипно-шатунный механизм преобразует поступательное движение

Определение пути ,пройденного поршнем,поправка Брикса
На рис. 244 OB = R — радиус кривошипа и AB=L

СКОРОСТЬ И УСКОРЕНИЕ ПОРШНЯ
Средняя скорость поршня Vm наряду с частотой вращения является показателем скоростного режима двигателя. Она определяется по формуле Vm = Sn/30, где S — ход поршня, м; п — частота вращения, мин-1.

Продифференцировав аналогичным образом формулу ( 1) получим
С= Rω sin (a +B) / cosB (4) Значения функции sin (a +B) берут из таблиц приводимых в справочниках и пособиях взависимости от a и λ.

Определение ускорения поршня.
Известно из физики Fи= ma, т.е силы инерции зависят от массы и ускорения. Для уравнове

Моменты , действующие в кривошипно-шатунном механизме
СИЛЫ ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ Р= Pz x F = Рz x пD2 /4 ( 2 ) где F- пл

НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ВРАЩЕНИЯ
Как видна из суммарной диаграммы касательных сил (см. рис. 252), касательная сила, а следовательно; и крутящий момент не остаются постоянными, вследс

ПОНЯТИЯ ОБ УРАВНОВЕШЕННОСТИ ДВИГАТЕЛЯ
Один из недостатков ДВС –их способность вызывать вибрацию корпуса судна. Причин

Совпадают с частотой вращения коленвала и вызывают общую вибрацию корпуса
λмп Rω2 cos 2а = Ри2 -----силы инерции второго прядка. Частота колебаний вдвое больше частоты вращения коленвала . вызывает мест

Обеспечение уравновешенности.
При оценке уравновешенности принято лишь об неуравновешенных силах. Ввиду того что неуравновешенные силы инерции вызывают дополнительные напряжения и преждевременный износ отдельных частей двигател

КРУТИЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
Свободные крутильные колебания. Коленчатый вал двигателя и остальные жестко соединенные с ним валы являются упругими телами. На них насажены массы, обладающие значительными моментами инерции. Такая

А) селиконовый демпфер, б)механический демпфер
Крутильные колебания могут быть записаны приборами, называемыми торсиографами. Ослабления крутильных колебаний можно достигнуть поглощением их энергии. Устр

Запрещается регулирование демпферов обслуживающим персоналом.
В демпферах жидкостного трения энергия крутильных колебаний поглощается силами внутреннего трения (вязкостью) жидкости. Одним из типов демпфера вязкостного трения является силиконовый демпфер . Он