Детандеры
Детандеры.
Машины, в которых происходит расширение рабочих тел, для получения работы или охлаждения газов в холодильных установках, называются детандерами. К таким машинам относятся пневмодвигатели, паровые машины, паровые и газовые турбины (осевые или центробежные).
Рабочие усилия в турбине возникают в связи с изменением кинетической энергии. Преобразование кинетической энергии в турбине происходит в каналах неподвижного соплового аппарата и рабочих лопаток, расположенных на вращающемся диске турбины.
В поршневой машине рабочее усилие создается давлением неподвижной массы газа или пара.
Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
В основном в ДВС используется три вида циклов:
1. Цикл с подводом тепла при постоянном объеме (используется в карбюраторных двигателях – цикл Отто).
2. Цикл с подводом тепла при постоянном давлении (цикл дизеля).
3. Цикл с комбинированным подводом тепла при постоянном давлении и постоянном объеме (цикл Тринклера – Сабате).
Рекомендуемые материалы
Рассмотрим каждый из них.
Цикл с подводом тепла при постоянном объеме состоит из двух адиабат и двух изохор.
Характеристиками цикла являются:
- степень сжатия;
- степень повышения давления.
Количество подведенного тепла:
q1=cv(T3-T2)
Количество отведенного тепла (абсолютное значение):
q2=cv(T4-T1)
Работа цикла:
a0=q1-q2
Термический КПД цикла:
Цикл с подводом тепла при постоянном давлении состоит из двух адиабат, одной изобары и одной изохоры.
Характеристиками цикла являются:
- степень сжатия;
- степень предварительного расширения.
Количество подведенного тепла:
q1=cp(T3-T2)
Количество отведенного тепла (абсолютное значение):
q2=cv(T4-T1)
Работа цикла:
a0=q1-q2
Термический КПД цикла:
Цикл с комбинированным подводом тепла состоит из двух адиабат, двух изохор и одной изобары.
Характеристиками цикла являются:
- степень сжатия;
- степень предварительного расширения.
- степень повышения давления.
Количество подведенного тепла:
q1=cv(T3-T2)+cp(T4-T3).
Количество отведенного тепла (абсолютное значение):
q2=cv(T5-T1)
Термический КПД цикла:
Во всех приведенных теоретических циклах поршневых двигателей внутреннего сгорания уравнение для определения количества подведенного и отведенного тепла, а так же для термического КПД даны для случая с=const.
22 Котельные установки - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.
Отношение полного объема цилиндров к объему камеры сгорания называется степенью сжатия двигателя e=v1/v2.
Степень сжатия является основным параметром, определяющим термический КПД цикла. Термический КПД цикла двигателя внутреннего сгорания увеличивается с ростом степени сжатия e.
Увеличение КПД ДВС с ростом степени сжатия e объясняется связанным с этим повышением максимальной температуры цикла.
Максимальная степень сжатия в карбюраторных двигателях ограничивается самовоспламенением топливовоздушной смеси и не превышает 9-10. В дизелях, в которых поршень сжимает воздух, e »18, что позволяет существенно повысить КПД цикла.
Используя в качестве рабочего тела неразбавленные продукты сгорания, ДВС имеют самый высокий из всех тепловых машин КПД. Однако инерционные силы, связанные с возвратно-поступательным движением поршня, возрастают с увеличением, как размеров цилиндра, так и частоты вращения вала, что затрудняет создание ДВС большой мощности. Большим недостатком являются и высокие требования к качеству потребляемого топлива (жидкого или газа).
ДВС оказываются незаменимыми на транспортных установках (автомобили, тепловозы, небольшие самолеты) и применяются в качестве небольших стационарных двигателей.
