Termodinaminiai VDV ciklai


Inžinerijos konspektas.

Apibendrintas ciklas. Ciklas suteikiant šilumą esant pastoviam tūriui. Ciklas suteikiant šilumą esant pastoviam slėgiui. Ciklas kai šiluma suteikiama mišriai , esant pastoviam tūriui ir esant pastoviam slėgiui. Įvairių veiksnių faktorių įtaka terminiam. Ir ciklo slėgiui.


Idėja sukurti VDV iškilo dar XVIII a., tačiau ją įgyvendinti pavyko tik XIX a. antroje pusėje, kuomet buvo sudarytos reikiamos gamybos sąlygos. Vidaus degimo varikliuose dalis (25÷40%) šiluminės energijos, kurią išskiria cilindruose degantys degalai, paverčiama mechanine energija. Pirmąjį variklį sukūrė 1860 m. prancūzų mechanikas J. Lenuaras. Variklis buvo dujinis, dvitaktis, be mišinio išankstinio suspaudimo ir n. v. k. sudarė vos 4...5%.

1877...1878 m. vokiečių išradėjas N. Otto pagamino keturtaktį dujinį variklį su tarpiniu mišinio suslėgimu, kuris buvo žymiai ekonomiškesnis ir taikomas pramonėje.

1879 m. rusų inžinierius I. Kostovičius sukūrė karbiuratorinio (benzininio) variklio projektą dirižabliui, kurio galia buvo 80 AG.

1894 – 1896 m. vokiečių inžinierius R. Dyzelis sukonstravo pirmąjį savaiminio užsiliepsnojimo nuo aukštos suspausto oro temperatūros variklį. 1899 m. Peterburge pradėjo gaminti dyzelinį variklį, kuris dirbo deginant naftą ir skyrėsi nuo R. Dyzelio variklio tuo, kad darbinis procesas vyko ne pagal izotermą, o pagal politropę.

MBTU prof. V. I. Grineveckis 1906 m. sukūrė variklio šiluminio skaičiavimo metodus. VDV teorijos pagrindus sėkmingai vėliau vystė N. R. Brilingas, E. K. Mazingas, B. S. Stečkinas, A. G. Orlinas, D. N. Vyrubovas, V. N. Boltinskis, N. S. Ždanovskis, M. G. Kruglovas ir kt.

Entropija paprastai žymima „S“, o matematiškai išreiškiamas jos pokytis termodinaminėje sistemoje, vykstant grįžtamiems procesams:

Pagal šiluminės energijos transformavimą į mechaninę – vidaus degimo varikliai VDV (stūmokliniai, rotoriniai) ir išorinio šilumos suteikimo (dujų turbininiai, Stirlingo, garo varikliai).

Pagal darbinio mišinio reguliavimo būdą – kokybiniai, kiekybiniai arba mišrūs.

Pagal paskirtį – stacionariniai arba transportiniai.

E. Klaperono lygtis: idealių dujų terminė arba charakteringoji lygtis arba 1 kg masės (G = 1kg): .

Pagal Avogadro dėsnį: dujų tankis tiesiog proporcingas jų molekulinei masei ir : ; ;

Šiluminės energijos vertimas į mechaninę VDV energiją yra sudėtingas procesas. Realiomis sąlygomis neišvengiami nuostoliai, kurių neįvertina antrasis termodinamikos dėsnis.

Darbinis ciklas – tai kompleksas nuosekliai vykstančių cilindre procesų (įsiurbimas, suspaudimas, degimas, išsiplėtimas, dujų apykaita), užtikrinančių variklio darbą. Nagrinėjant variklių darbinį ciklą už pagrindą priimamas atitinkamas termodinaminis (idealus) ciklas, kuriame daroma visa eilė prielaidų, supaprastinančių analizę. Termodinaminiame cikle šiluma privalomai atiduodama aušintuvui ir tai yra vieninteliai šilumos nuostoliai. Palygindami teorinių ir realių ciklų n.v.k., galime nustatyti kaip tobulai variklyje vyksta atskiri procesai, numatyti būdus ciklo ekonomiškumui ir darbingumui gerinti. Tikslas nustatyti ciklo parametrų priklausomybę nuo įvairių konstruktyvinių veiksnių ir darbo sąlygų.

Termodinaminis ciklas – tai uždaras ciklas su tokiomis prielaidomis:

1. Cilindro viduje yra pastovus, nekintantis darbinio agento kiekis. Tuo tarpu realiomis sąlygomis ciklui atlikti reikalinga pašalinti iš variklio cilindro prieš tai buvusiame cikle atidirbusias dujas (AD) ir pripildyti cilindrą nauju darbiniu mišiniu. Dujų apykaitos procesui cilindre atlikti, eikvojamas tam tikras darbas (įsiurbimas - išmetimas).

2. Šiluma ciklui suteikiama iš aplinkos (išorės) pagal tam tikrą pasirinktą dėsningumą, be to labai greitai ir griežtai nustatytais periodais (laikotarpiais). Realiame cikle šiluma cilindro viduje išsiskiria atitinkamu ciklo laikotarpiu vykstant degalų ir įsiurbto oro deguonies cheminei reakcijai. Cheminės reakcijos metu ne visi degalai visiškai sudega, todėl neišvengiami yra papildomi šilumos nuostoliai.

3. Pastovaus darbinio agento cilindre šiluminė talpa nekinta ir nepriklauso nuo temperatūros. Realiame cikle dujų šiluminė talpa yra kintanti ir priklauso nuo darbinio mišinio sudėties ir temperatūros.

4. Suspaudimo ir išsiplėtimo procesai vyksta be šilumos mainų su išorine aplinka, t.y. vyksta adiabatiniai procesai. Termodinaminiame cikle nėra jokių šilumos nuostolių, išskyrus šilumą, kurią būtina perduoti šaltam agentui (antrasis termodinamikos dėsnis). Realiomis sąlygomis šių procesų metu, o taip pat vykstant dujų apykaitos ir degimo procesams, dėl didelio temperatūrų skirtumo tarp darbinio agento ir cilindrų sienelių, bloko galvučių ir stūmoklių dugno vyksta labai intensyvūs šilumos mainai. Dėl to prarandama dalis ciklo šiluminės energijos.

  • Inžinerija Konspektai
  • 2016 m.
  • Lietuvių
  • 23 puslapiai (3865 žodžiai)
  • Inžinerijos konspektai
  • Microsoft Word 778 KB
  • Termodinaminiai VDV ciklai
    10 - 9 balsai (-ų)
Termodinaminiai VDV ciklai. (2016 m. Gegužės 11 d.). http://www.mokslobaze.lt/termodinaminiai-vdv-ciklai.html Peržiūrėta 2016 m. Gruodžio 11 d. 08:18