Как степень сжатия влияет на эффективность отработанного, двойного и дизельного цикла?

224
25
1
Лучший ответ
234

Это имеет большое значение. Согласно термодинамике, все три цикла имеют свою собственную P-V диаграмму, и на основе этой диаграммы мы можем вывести уравнение эффективности. Теперь коэффициент сжатия является общим термином во всех этих трех циклах. Коэффициент сжатия определяется как отношение общего объема цилиндра к клиренсу двигателя. Это основная спецификация для многих распространенных двигателей внутреннего сгорания.

# От цикла
Для цикла Отто уравнение эффективности имеет вид



# Дизельный цикл
Для дизельного цикла уравнение эффективности определяется выражением



# Двойной цикл
Для двойного цикла уравнение эффективности определяется выражением

Таким образом, вы можете видеть, что во всех трех случаях уравнение эффективности содержит термин степень сжатия, поэтому степень сжатия является важным термином во всех трех случаях.

Чем выше степень сжатия, тем выше эффективность.


Спасибо
Акшай.

ответил(а) 2020-05-19T23:52:30+03:00 1 год, 4 месяца назад
137

Диаграмма Т для цикла отто -

(Источник - термодинамика Ценгеля и Болеса)
Степень сжатия = r = (T l l o l lum e C l e a r a n c e v l u m e) r = (T o t l l o l l m m C L e a l r a n c e v l m e) r = \ displaystyle \ left (\ frac {Total \, \, volume} {Разрешение \, \, volume} \ right)
Предположим, что r k - 1 = c r k - 1 = c r ^ {k-1} = c \, \, \, \, \, (k = удельная теплоемкость)
Таким образом, T 2, T 2, T_2 = c = c = c × T 1 × T 1 \ times T_1,

И Т 4 = Т 3 с Т 4 = Т 3 с Т_4 = \ frac {T_3} {с},
Эффективность (η η \ eta) цикла определяется как = 1 - (T 4 - T 1, T 3 - T 2) = 1 - 1 c 1 - (T 4 - T 1, T 3 - T 2) = 1 - 1 c 1- \ displaystyle \ left (\ frac {T_4 - T_1} {T_3 -T_2} \ right) = 1- \ frac {1} {c}

Таким образом, если степень сжатия увеличивается, эффективность увеличится. Мы можем увидеть зависимость эффективности от степени сжатия на графике -

(Источник - термодинамика по Ценгелю и Болесу)
Мы можем объяснить это по-другому. Поскольку площадь кривой T-s представляет собой общее количество тепла или чистой работы.
Так как T d s = d u + p d v T d s = d u + p d v Tds = du + pdv

Или s 3 - s 2 = cv × ln T 3 T 2 s 3 - s 2 = cv × ln ⁡ T 3 T 2 s_3-s_2 = c_v \ times \ ln \ frac {T_3} {T_2} \, \, \ , \, (для процесса 2-3)
Если степень сжатия увеличивается, то диаграмма T-s

s 4 - s 1 = c v × ln T 4 T 1 s 4 - s 1 = c v × ln ⁡ T 4 T 1 s_4-s_1 = c_v \ times \ ln \ frac {T_4} {T_1}

Для нового цикла (более высокая степень сжатия)

s 4 ′ - s 1 = cv × ln T 4 ′ T 1 s 4 ′ - s 1 = cv × ln ⁡ T 4 ′ T 1 s_ {4 '} - s_ {1} = c_v \ times \ ln \ frac { Т_ {4}} {Т_1}

Итак, \, \, \, \, T 4 T 1 = T 4 ′ T 1 T 4 T 1 = T 4 ′ T 1 \ frac {T_4} {T_1} = \ frac {T_ {4 '}} {T_1 }

Следовательно, \, \, \, \, T 4 = T 4 ′ T 4 = T 4 ′ T_4 = T_ {4 '}

Таким образом, чистая передача работы выше в новом цикле.

Отвод тепла одинаков для обоих циклов, но добавление тепла в новом цикле больше, чем в исходном цикле (более низкая степень сжатия). Так что эффективность выше для нового цикла.

Так что степень сжатия увеличивается, эффективность увеличивается.

Но все не так просто, когда мы добиваемся более высокой степени сжатия в цикле, температура топливовоздушной смеси поднимается выше температуры самовоспламенения топлива. Это приведет к раннему, быстрому и неконтролируемому сгоранию смеси во время процесса сгорания перед фронтом пламени. Это преждевременное зажигание называется самовоспламенением и производит слышимый звук, который называется детонацией двигателя. Стук повреждает детали двигателя. Поврежденный поршень показан на рисунке

Для дизельного двигателя

Обычно детонация двигателя не является основной проблемой дизельного двигателя. Но прочность материала (свойства) препятствует достижению более высокой степени сжатия.

Для двойного циклаВ настоящее время дизельный двигатель работает в режиме двойного цикла. Поскольку дизель впрыскивается до верхней мертвой точки (btdc), поэтому некоторое количество тепла впрыскивается при постоянном объеме, но топливо впрыскивается непрерывно. После того, как верхняя мертвая точка поршня движется вниз, в результате чего тепло вводится постоянным давлением.

ответил(а) 2020-05-19T23:52:30+03:00 1 год, 4 месяца назад
88

Как степень сжатия двигателя влияет на его тепловую эффективность?

ответил(а) 2020-05-19T23:52:30+03:00 1 год, 4 месяца назад
Ваш ответ
Введите минимум 50 символов
Чтобы , пожалуйста,
Выберите тему жалобы:

Другая проблема