Реферат: Ідеальні цикли поршневих двигунів внутрішнього згоряння

р = υ 4/υ 2 - ступінь ізобарного розширення;λ = υ 3/υ 2 - ступінь збільшення тиску на ділянці підведення теплоти.

Термічний к.к.д. циклу визначають за формулою:

η t = 1 – * .

Як видно з формули, термічний к.к.д. циклу збільшується з підвищенням ε та λ і зменшується з підвищенням р.

Порівняння трьох розглянутих циклів. Розглянуті раніше два цикли є окремими випадками циклу із змішаним підведенням теплоти. Так, наприклад, при р = 1 питомі_ об'єми v2 і v4 дорівнюють один одному, отже, цикл із змішаним підведенням теплоти перетворюється в цикл з ізохорним підведенням теплоти. При λ = 1, коли тиск р2 = р3, цикл є ізобарним.

Порівняння ідеальних циклів, що здійснюються при різних способах підведення теплоти, показують, що:

при однакових ступенях стиску η t циклу з ізохорним підведенням теплоти більший, ніж η t циклу з ізобарним підведенням теплоти;

при однакових найбільших тисках η t циклу з ізобарним підведенням теплоти більший, ніж η t циклу з ізохорним підведенням теплоти;

при однакових невеликих температурах η t циклу з ізобарним підведенням теплоти більший, ніж я, циклу з ізохорним підведенням теплоти.

Цикл із змішаним підведенням теплоти займає проміжне положення між розглянутими двома циклами. При оптимальному ступені стиску її змішаному циклі можна досягти η t вищого, ніж у циклі з ізобарним підведенням теплоти, за рахунок деякого підвищення максимального тиску.

3. Компресори та компресорні установки

Одноступеневі компресори

Поршневі компресори використовують для значного стискання газів та повітря під час зворотно-поступального руху поршня, що приводиться в дію електродвигуном або двигуном внутрішнього згоряння. Поршневі компресори бувають: залежно від кількості ступенів стискання - одноступеневими та багатоступінчастими; від розміщення циліндрів - горизонтальними, вертикальними, V-подібними; від кількості циліндрів - одноциліндровими і багатоциліндровими.

Розглянемо принципову схему одноступеневого поршневого компресора. В циліндрі рухається поршень, з'єднаний із кривошипно-шатунним механізмом : штоком і повзуном. Обертовий рух кривошипа за допомогою шатуна перетворюється в поступальний рух поршня. Циліндр компресора, закритий з обох боків кришками, має дві порожнини. Такі циліндри називають циліндрам подвійної дії на відміну від циліндрів простої дії, які мають одну робочу порожнину. У стінках циліндра встановлені впускний і випускний клапани, які відкриваються і закриваються за рахунок перепаду тиску між робочою порожниною відповідною камерою (всмоктувальною або нагнітальною). Для охолодження циліндра передбачена водяна сорочка.

Багатоступінчасті компресори

В одноступеневих поршневих компресорах з водяним охолодженням можна стискати гази до 1 МПа через загрозу самозаймання мастила компресора. Вищого тиску досягають в багатоступінчастих компресорах, де газ охолоджується як за рахунок тепловідведення у водяну сорочку, так і в охолоджувачах між ступенями. Застосування багатоступінчастого стискання зменшує витрати потужності на привод компресора і запобігає небезпечному підвищенню температури (вище, ніж температура обвуглення мастила), що має місце при одноступеневому стисканні до високого тиску.

Енергетична ефективність міжступеневого стискання пояснюється тим, що цей процес стискання в окремих ступенях з проміжним охолодженням наближається до ізотермічного. Кількість ступенів, необхідних для досягнення потрібного ступеня підвищення тиску є: z= 2 при ε<6; z = 2 при ε=6...30; z = 4 при ε=30...100 і т.д.

Теоретичні дослідження і результати експериментів показують, що в багатоступінчастому компресорі найменшими витрати роботи будуть при рівномірному розподілі роботи між ступенями або, що одне й те саме, при однакових підвищенням тиску в усіх ступенях компресора.

Компресорні установки складаються з основного (компресор з електродвигуном, масловідділювач, ресивер, економайзер) і допоміжного (фільтр на вході в компресор, контрольно-вимірювальні прилади) обладнання та арматури (зворотний клапан на напірному патрубку, запобіжний клапан на повітрозбірнику, засувка на напірній лінії після повітрозбірника, вентилі на дренажних лініях повітрозбірник і волого-масловідділювачів, вентиль на лінії води, що охолоджує компресор).

Принципову схему компресорної установки (рис. 1) з одним поршневим двоступеневим компресором (при потребі їх можна встановити кілька) показано на рис. 1. Робота цієї установки здійснюється таким чином. Повітря з навколишнього середовищі надходить у повітрозбірник 3, звідки через фільтр 5 подається в циліндр ступеня стискання компресора 2.

Стиснуте повітря в І ступені компресора потрапляє в охолоджувач 8, де віддає теплоту холодній воді, що циркулює в змійовику охолоджувача. Охолоджене повітря надходить у циліндр ІІ ступеня стискання, потім у кінцевий водяний охолоджувач 14, після якого направляється в масловідділювач 15. Далі через зворотний клапан 16 повітря по нагнітальному трубопроводу 17 потрапляє в ресивер 18, з якого подається споживачеві. При роботі компресорної установки вимірюють тиск на нагнітальній та вакуум на впускній магістралях, температуру повітря і води в обох ступенях стискання. Режими роботи установки регулюються за допомогою засувок 11, 13 та 20. Безпека роботи забезпечуються запобіжним клапаном 19.

Рис. 1

Список використаної літератури

1. Черняк О.В. ; Грибницька Г.Б. «Основи теплотехніки і гідравліки» К., Вища школа 1982 р. ст. 190-193.

2. Драганов Б.Х «Теплотехніка» Київ, «Інкос» 2005 р. ст.166-170.