Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






ЖЫЛЫЛЫҚ ТҰРАҚТЫ КӨЛЕМДЕ ( ) БЕРІЛЕТІН ЦИКЛ



ДӘРІС 5

ІШТЕН ЖАНАТЫН ҚОЗҒАЛТҚЫШТЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ ЦИКЛЫ

 

Іштен жанатын қозғалтқыш (двигатель) деп, жұмыстық дене ретінде цилиндр ішінде жанатын сұйық немесе газ тектес отындардың жану өнімдері қолданылатын поршенді жылу машиналарын айтады.

Поршенді іштен жанатын қозғалтқыштар конструкциялық құрылымына сәйкес төмендегіше жіктеледі:

1 Жұмыс циклының атқарылу тәсіліне сай – 2 және 4 тактілі қозғалтқыштар;

2 Жанар майдың ауамен қоспасының дайындалуына сай – карбюраторлық немесе дизельді қозғалтқыштар;

3 Пайдаланылатын отындардың түріне сәйкес – сұйық немесе газ тектес отынмен істейтін қозғалтқыштар;

4 Атқаратын жұмысына сәйкес: тұрақты, бір жерде жұмыс істейтін қозғалтқыштар, жер, әуе және су көліктерінде пайдаланылатын қозғалтқыштар;

5 Цилиндрдің орналасу ерекшелігіне сай: тік цилиндрлік, көлденең немесе V-тәрізді орналасқан қозғалтқыштар деп бөлінеді;

6 Жұмыстық денеге жылылықтың берілу тәсіліне байланысты іштен жанатын қозғалтқыштың теориялық циклі: жылылық тұрақты көлемде ( ) берілетін; жылылық тұрақты қысымда ( ) берілетін; жылылық аралас тәсілмен ( , ) берілетін циклдар болып үшке бөлінеді.

 

ІШТЕН ЖАНАТЫН ҚОЗҒАЛТҚЫШТЫҢ ИДЕАЛДЫ ЦИКЛІ

ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ ҰҒЫМ

Іштен жанатын қозғалтқыштың негізгі көрсеткіштерін (индикаторлық қуаты, механикалық ПӘК) анықтап, жұмысын сараптау үшін, қозғалтқыш цилиндрінде нақты жұмыс процесі болып есептелетін индикаторлық диаграмманы (сызба дерек), индикатордың көмегімен жұмыс істеп тұрған цилиндрден жазады.

Төрт тактілі карбюраторлы ІЖҚ нақты жұмыс процесі 5.1-суретте көрсетілген.

Сору такті. Такт басталу алдында поршень ЖӨН (жоғарғы өлі нүкте)-де тұрады. Жану камерасы қысымы атмосфералық қысымнан жоғары ( нүктесі) жану өнімдерімен толтырылады. Поршень ЖӨН-деп ТӨН-ге жылжу барысында сору клапаны 2 ашылып, цилиндр ауа жанармай қоспасына толады. Сору процесі ( ) атмосфералық қысымнан төмен ( сызығы) жүреді.



Сығылу такті: поршень ТӨН-деп ЖӨН-ге қарай жылжыйды; Цилиндрдегі ауа жанармай қоспасы политропамен ( ) сығылады (бұл кезде сору 2 және шығару 1 клапандары жабық). Сығылудың соңында ( -нүктесі) карбюраторлы ІЖҚ-тың қысымы 1,0...1,5 МПа, ал температурасы 500...650 К жетеді. Бұл параметрлер қоспаның өздігінен тұтануы үшін жеткіліксіз болғандықтан, поршень ЖӨН-ге жеткенге дейін цилиндрге электр ұшқыны беріледі (тұтанудан озу бұрышы).

5.1-сурет Төрт тактілі карбюраторлы ІЖҚ жұмыс процесі.

Ұлғаю такті. Жұмыстық (жанармай) қоспа карбюраторлы ІЖҚ негізінен тұрақты көлемде жанады ( сызығы). – нүктесінде цилиндрде қысым 3,0...5,0 МПа-ға, ал температура 2000-2500 К жетеді. Жану өнімдері сызығының бағытымен ұлғайып, поршенді ЖӨН-ден ТӨН-ге жылжыту арқылы механикалық жұмыс атқарады.

 

Пайдаланылған газдарды шығару такті. Поршен ТӨН-ден ЖӨН-ге қарай жылжыйды: процес қысымы атмосфералық қысымнан біраз жоғары – 0,105...0,115 МПа – сызығымен жүреді, ал пайдаланылған газдардың температурасы 900-1000 К болады.



Әрі қарай процес қайталанылады. Сонымен, төрт тактілі ІЖҚ-тың жұмыстық процесі поршеннің төрт жүрісі немесе иінді біліктің екі айналымы арқылы іске асырылады.

 

ЖЫЛЫЛЫҚ ТҰРАҚТЫ КӨЛЕМДЕ ( ) БЕРІЛЕТІН ЦИКЛ

Бұл циклді 1876 жылы алғашқы рет неміс өнертапқышы Отто ұсынған. Сондықтанда оны кейбір оқулықтарда Отто циклі деп те атайды. Цикл карбюраторлық ІЖҚ нақтылы жұмыс процесінің теориялық негізі болып саналады. Мұндай қозғалтқышта жеңіл отын (қоспа) карбюраторда дайындалған соң цилиндр ішінде жанады.

Жылылық тұрақты көлемде берілетін іштен жанатын қозғалтқыштың циклі төмендегі суретте бейнеленген (5.2-сурет).

 

 

5.2-сурет. Жылылық тұрақты көлемде ( ) берілетін цикл.

 

Поршень цилиндр ішіндегі қоспаны адиабаталық түрде сығадыда (1-2 сызығы), оның көлемін мәнінен мәніне дейін азайтып, температурасын мәнінен мәніне дейін жоғарылатады, ал қысымын мәнінен мәніне дейін арттырып, энтропиясын өзгертпейді. Бұл процестің бастапқы қалпының (1-нүте) параметрлері , , , .

Сығылған қоспа электр ұшқыны арқылы оталып жарылады. Қоспа оталып жанғанда бөлініп шығатын жылудың ( ) есебінен қысым мәніне дейін лезде дерлік артады да, көлем өзгеріссіз қалады (2-3 сызығы изохора), ал температура мен энтропия , мәндеріне дейін жоғарылайды.

Поршень сол жақтан (ІІ) оңға қарай (І) қозғалғанда жану өнімі (газ) адиабаталық дерліктей ұлғайып, көлемі мәніне жетеді де, температурасы мәніне дейін төмендейді (3-4 сызығы).

Поршень өзінің оң жақтағы ең шеткі төменгі нүктесіне келгенде газ шығатын клапан ашылады да, тұрақты көлемде қысым, температура және энтропия , , және мәндеріне дейін төмендейді. Бұл процестің (1-4 сызығы, изохора) соңғы қалпының параметрлері адиабаталық сығылу процесінің (1-2 сызығы) бастапқы қалпының параметрлерімен (1-нүкте) бірдей болады. Мұндағы әкетілетін (сыртқы қоршаған ортаға шығатын) жылылық мөлшері -ге тең болады.

Іштен жанатын қозғалтқышта оның бастапқы көлемінің , (сығылуға дейінгі) соңғы көлеміне (сығылғаннан кейінгі) қатынасы сығылу дәрежесі деп аталады да, ε - әріпімен белгіленеді

(5.1)

Карбюраторлы қозғалтқышта сығылу дәрежесі ε отын мен а уа қоспасының өздігінен тұтану жағдайымен шектеледі. Оның шамасы 9...10-нан аспайды.

(5.1) формуланы және де адиабаталық сығылу, ұлғаю процестеріндегі қатынастарды ескере отырып, төменде келтірілген теңдеулер арқылы ІЖҚ жылылық тұрақты көлемде берілгендегі циклнің сипаттамалық нүктелерінің параметрлерін анықтай аламыз.

- Екінші нүкте үшін:

 
 


(5.2)

- Үшінші нүкте үшін:

(5.3)

 

мұндағы – қысымның жоғарлау дәрежесі деп аталады.

- Төртінші нүкте үшін:

(5.4)

Ал мен -нің мәндері мына теңдеулер арқылы анықталады:

(5.5)

Изохоралық порцестер кезінде өндірілетін жұмыс нөлге тең болғандықтан, цикл кезінде өндірілетін жұмыс дененің ұлғаю және сығылу кезінде өндірілетін жұмыстардың арифметикалық қосындысына тең болады, яғни

(5.6)

 

КДж/кг (5.7)

 

КДж/кг (5.8)

 

(5.9)

Жұмыстық денеге берілетін ( ) одан әкетілетін ( ) және пайдалы ( ) қолданылатын жылылық мөлшерлері төмендегі теңдеулермен анықталады:

(5.10)

Бұл жылылық , -диаграммасында цикл сызықтарының ішкі ауданымен өрнектеледі.

Циклдің термиялық пайдалы әсер коэффициенті жалпы жағдайда (жылылықтың берілу тәсіліне байланыссыз) мына формуламен анықталады:

(5.11)

Ал жылылық тұрақты көлемде берілген жағдайда:

(5.12)

өрнегімен анықталады.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!