Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Spalovací motory – termodynamika objemového stroje Rekapitulace vztahů pro otevřenou soustavu. T-s diagram a jeho význam. Carnotův cyklus, p-v, T-s,

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Spalovací motory – termodynamika objemového stroje Rekapitulace vztahů pro otevřenou soustavu. T-s diagram a jeho význam. Carnotův cyklus, p-v, T-s,"— Transkript prezentace:

1 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 2 Termodynamika otevřené soustavy Rekapitulace hlavních vztahů K zapamatování - - ustálený stav otevřené soustavy Neustálený stav otevřené soustavy s malou rychlostí proudění uvnitř

3 3 Carnotův oběh 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. účinnost=Práce/Přívod tepla Max. teplota Min. teplota

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

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

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

7 7 Tepelné oběhy spalovacích motorů Definice kompresního poměru VkVk V z1 V c1

8 8 „Obálka“ skutečného oběhu pomocí idealizovaného: 1. Kriterium srovnání: stejný přívod tepla - lze aplikovat na , i na obecný 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. izoentropa pro kompresi izochora pro uzavření oběhu izoentropa pro zbytek expanze Izochora 2-23, izobara 23-3 a izoterma 3-34 pro přívod tepla Pro uzavřenou soustavu lze také použít měrný objem (potřebný pro T-s)

9 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

10 10

11 11 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.

12 12 Tepelné oběhy spalovacích motorů Srovnání měření a idealizovaného výpočtu Přeplňovaný plynový motor 12V28DSG

13 13 Tepelné oběhy spalovacích motorů Srovnání měření a idealizovaného výpočtu Přeplňovaný plynový motor 12V28DSG Proměnlivé tepelné kapacity podle teploty a složení, polytropy pro kompresi a expanzi, přívod tepla zmenšen o odhadnutý odvod do stěn: OBEH.XLS Obrat od přívodu tepla ze stěn v kompresi = dosažení střední teploty stěn Výkon konce hoření dosáhl toku tepla do stěn Výkon počátku hoření dosáhl toku tepla do stěn

14 14 Tepelné oběhy spalovacích motorů Idealizovaná výměna náplně válce u čtyřdobého motoru

15 15 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). Dvoudobý motor vyžaduje oddělené dmychadlo (někdy – ne vždy – spodní strana pístu!):

16 16 Výměna náplně válce dvoudobého motoru Příklad skutečné výměny náplně válce v p-V diagramu s viditelnou ztrátou expanzní práce, ale ne příkonu dmychadla.

17 17 Výměna náplně dvoudobého motoru p výf p vypl Příklad skutečné výměny náplně válce v p-V diagramu také pro spodní stranu pístu - dmychadlo.

18 18 Problém prodloužené expanze v pístových motorech 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.

19 19 Problém prodloužené expanze v pístových motorech


Stáhnout ppt "1 Spalovací motory – termodynamika objemového stroje Rekapitulace vztahů pro otevřenou soustavu. T-s diagram a jeho význam. Carnotův cyklus, p-v, T-s,"

Podobné prezentace


Reklamy Google