1 / 19

Spalovací motory – termodynamika objemového stroje

Spalovací motory – termodynamika objemového stroje. Rekapitulace vztahů pro otevřenou soustavu. T-s diagram a jeho význam. Carnotův cyklus, p-v, T-s, zhodnocení použitelnosti (izotermy, maximální tlak, kompresní poměr, mechanická účinnost).

cato
Download Presentation

Spalovací motory – termodynamika objemového stroje

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Spalovací motory – termodynamika objemového stroje Rekapitulace vztahů pro otevřenou soustavu. T-s diagram a jeho význam. Carnotův cyklus, p-v, T-s, zhodnocení použitelnosti (izotermy, maximální tlak, kompresní poměr, mechanická účinnost). Omezení reálného motoru v T-s (objemy, tlaky, teploty). Program pro idealizovaný oběh OBEH.xls Dělení oběhu na uzavřenou a otevřenou část, p-V diagram Termodynamicky nutný odvod tepla z oběhu u uzavřené a otevřené soustavy. Diagramy výměny náplně p-V !! Vysokotlaká fáze oběhu skutečného PM (p-v, p-V, T-s). Její idealizace a důvody odchylek. Výměna náplně válce – idealizace pro 4 dobé motory . 2dobé motory, funkce cizího zdroje práce při výměně. Volný výfuk.

  2. Termodynamika otevřené soustavyRekapitulace hlavních vztahů Neustálený stav otevřené soustavy s malou rychlostí proudění uvnitř K zapamatování - - ustálený stav otevřené soustavy

  3. Carnotův oběh Přívod tepla Podstatné jsou izotermy, izoentropy nutné jen ke změně teploty (lze dosáhnout při sdílení tepla i jinak). Vedou však při přiměřené měrné práci k vysokým tlakovým i objemovým poměrům, prakticky stěží realizovatelným. Pokud je měrná práce nízká, projeví se vysoké mechanické ztráty stroje. Max. teplota Práce oběhu Odvod tepla Min. teplota účinnost=Práce/Přívod tepla

  4. Spalovací motory - - Carnotův princip Max. teplota • T-s diagram ukazuje exergetickou bilanci oběhu z hlediska tepla využitelného mezi maximální teplotou a teplotou okolí Přívod tepla Práce oběhu Odvod tepla Min. teplota účinnost=Práce/Přívod tepla

  5. Dělení oběhu na části pro oddělení „uzavřené“ a otevřené soustavy: princip Tepelné oběhy spalovacích motorů

  6. Dělení oběhu na části: oddělení výměny náplně válce a dotažení vysokotlaké části do DÚ pístu Tepelné oběhy spalovacích motorů

  7. Definice kompresního poměru Tepelné oběhy spalovacích motorů Vk Vz1 Vc1

  8. „Obálka“ skutečného oběhu pomocí idealizovaného: 1. Kriterium srovnání: stejný přívod tepla - lze aplikovat na 1-2-3-4, 1-2-23-3-4 i na obecný 1-2-23-3-34-4 2. Ne všude musí jít o obálku (např. konec skutečné komprese s odvodem tepla proti izoentropě). 3. Shoda by se vylepšila při započtení tepelných ztrát stěnami. 23 3 Pro uzavřenou soustavu lze také použít měrný objem (potřebný pro T-s) Izochora 2-23, izobara 23-3 a izoterma 3-34 pro přívod tepla 2 34 izoentropa pro zbytek expanze 4 izochora pro uzavření oběhu izoentropa pro kompresi 1

  9. Tepelné oběhy spalovacích motorů Podstatně roztažená termodynamicky významná část přívodu a odvodu tepla! Srovnání idealizovaného oběhu, respektujícího reálná omezení, s Carnotovým oběhem pro stejný přívod tepla: podstatně zvýšený kompresní poměr (min. i max. objem) a maximální i minimální tlak 3 34 Přívod tepla 4 23 Odvod tepla 2 1

  10. Vývin tepla HR; rychlost (výkon) vývinu ROHR Jiná forma „roztažení“ termodynamicky významné části oběhu „uzavřené“ soustavy. Lze vyhodnotit z experimentu při znalosti tlaku, objemu a jejich časové vazby.

  11. Tepelné oběhy spalovacích motorůSrovnání měření a idealizovaného výpočtuPřeplňovaný plynový motor 12V28DSG

  12. Tepelné oběhy spalovacích motorůSrovnání měření a idealizovaného výpočtuPřeplňovaný plynový motor 12V28DSGProměnlivé tepelné kapacity podle teploty a složení, polytropy pro kompresi a expanzi, přívod tepla zmenšen o odhadnutý odvod do stěn: OBEH.XLS Výkon konce hoření dosáhl toku tepla do stěn Výkon počátku hoření dosáhl toku tepla do stěn Obrat od přívodu tepla ze stěn v kompresi = dosažení střední teploty stěn

  13. Idealizovaná výměna náplně válce u čtyřdobého motoru Tepelné oběhy spalovacích motorů

  14. Dvoudobý motor vyžaduje oddělené dmychadlo (někdy – ne vždy – spodní strana pístu!): Výměna náplně válce u dvoudobého motoru výměna probíhá při poloze pístu u DÚ; píst se pohybuje velmi pomalu – pokud se použije jako dmychadlo, musí se stlačená náplň někde akumulovat; práce na výměnu náplně válce není viditelná z p-V pro vnitřek zkoumaného válce (na rozdíl od čtyřdobého motoru).

  15. Příklad skutečné výměny náplně válce v p-V diagramu s viditelnou ztrátou expanzní práce, ale ne příkonu dmychadla. Výměna náplně válce dvoudobého motoru

  16. Příklad skutečné výměny náplně válce v p-V diagramu také pro spodní stranu pístu - dmychadlo. Výměna náplně dvoudobého motoru pvypl pvýf

  17. výměna náplně probíhá v okolí dolní úvratě, kde se píst motoru pohybuje pomalu - náhrada ekvivalentní izochorou; • lepší by bylo expandovat na okolní tlak a vytlačit spaliny při konstantním tlaku (Brayton) - píst motoru by musel mít prodloužený zdvih; • místo pístu expanze v turbině - jak přenést energii plynů z konstantního objemu (tlak během vyprazdňování klesá) na ideálně stálý tlak před turbinou? • výfuk z turbiny by bylo vhodné carnotizovat. Problém prodloužené expanze v pístových motorech

  18. Problém prodloužené expanze v pístových motorech

More Related