- •Введение
- •Виды тепловых машин:
- •По способу подвода теплоты
- •1)Термодинамика
- •2)Теория теплообмена
- •Предмет Термодинамики
- •Достоинства Термодинамического метода исследования:
- •Достоинства статического подхода:
- •Термодинамическая система
- •Термодинамический процесс и равновесное состояние
- •Основные параметры состояния термодинамической системы.
- •Уравнение состояния.
- •Уравнение состояния идеального газа полученное на основе мкт
- •Теплоёмкость
- •Второй закон термодинамики Сущность второго закона термодинамики
- •Цикл Карно
- •Энтропия
- •Термодинамические циклы двигателя внутреннего сгорания
- •Цикл Дизеля
- •Цикл Тринклера
- •Циклы Отто, Дизеля и Тринклера в t-s
- •Сгорание топлива
- •Теплопередача.
Сгорание топлива
Процесс сгорания топлива проходит в камере сгорания ДВС после совершения процесса сжатия. Топливо воспламеняется либо, от электрической искры (от свечи зажигания) в бензиновых двигателях работающих по циклу Отто (цикл быстрого сгорания), либо топливо самовоспламеняется в момент впрыска его топливной форсункой в раскалённый воздух камеры сгорания (цикл Дизеля и Тринклера). Нормальный процесс сгорания протекает с дозвуковой скоростью ,жесткость работы двигателя при этом, и нагрузка на детали КШМ, цилиндропоршневой группы, и другие детали двигателя находится в допускаемых пределах, в том числе и по температурному режиму.
При детонационном сгорании процесс сгорания протекает со сверхзвуковой скоростью, что приводит к значительным перегрузкам. Приводит в первую очередь к прогоранию поршня , поломке колец и т.о. Медленное сгорание имеет место при обеднённой бензо-воздушной смеси, либо при использовании в качестве топлива СПДТ. (смесь пропаново-бутановая топливная)
Сгорание топлива – это быстропротекающая химическая реакция окисления углеводородом топлива, кислородом содержащимся в воздухе. В процессе сгорания межмолекулярные связи топлива разрываются. При сгорании 1 кг топлива выделяются следующее количество теплоты:
Hб = 44 МДж/кг – теплотворная способность бензина
Hд = 42 МДж/кг – теплотворная способность дизельного топлива
Hгаз = 34 МДж/кг – теплотворная способность газа
Конечная реакция сгорания углеводорода и водорода:
2Н2 + О2 = 2Н2О
С + О2 = С2О
Теоретическое количество топлива необходимое для сгорания 1 кг бензина равна 14,5 кг воздуха.
Коэффициент избытка воздуха – это отношение действительного количества воздуха, поступающего в двигатель, теоретического необходимого для сгорания.
В процессе работы двигателя, работающего в различных режимах изменяются. При повышении нагрузки на двигатель смесь обогащается = 0,8…0,95. При движении в установившемся режиме с номинальной скоростью смесь обеднённая = 1,05…1,2. При = 1 смесь является нормальной.
Лекция №16
Теплопередача.
Теполопередача (теплообмен) – наука о самопроизвольных процессах передачи теплоты в пространстве с неоднородным температурным полем.
При проектировании различных теплосиловых установок: тепловых двигателей, холодильных машин, компрессоров и так далее, необходимо обязательно учитывать процессы переноса теплоты.
Выбор процесса (способа для защиты конструкции от перегрева) часто становится определяющим при разработке компоновки и общей конструкции теплосилового устройства.
Для того, чтобы конструкция работала надёжно необходимо предусмотреть некоторые меры, которые ограничели бы максимальную температуру различных деталей и узлов установки. В противном случае установка может разрушится так как конструкционные материалы при нагревании теряют прочность, а также могут нарушиться зазоры в сопряжениях трущихся пар, что значительно усилит износ, либо приведёт к заклиниванию деталей.
Виды переноса теплоты:
Теплопроводность
Конверсия
Излучение
На практике редко встречается один вид переноса теплоты, то есть имеет место сложный процесс переноса теплоты.
Теплопроводность – процесс передачи теплоты на молекулярном уровне. Имеет место в твёрдых телах, незначительно присутствует в жидкостях и газах, полностью отсутствует в вакууме.
Излучение – процесс передачи теплоты в пространство через оптически прозрачные среды (в том числе через вакуум), связанно с распространением электромагнитных волн или индукцией фатонов, излучаемых любым телом имеющим температуру выше температуры абсолютного нуля.
Конвенция – процесс передачи теплоты, связанный с перемещением в пространстве макротел (масс вещества) в жидкостях и газах. При этом уже не отдельные молекулы, а значительные (макроскопические) объёмы горячей жидкости или газа перемещаются в зону с более низкой температурой (за счёт действия сил Архимеда) тела имеющие меньшую плотность (массу единицы объёма) поднимаются вверх.
В технике часто рассматривают два вида сложных процессов передачи теплоты:
Теплоотдача
Теплопередача
Т
Tтв.ст.>Tж\г
Q
V
Ттв.ст.
ТЖ/Г
Т
ТЖ/Г1
ТЖ/Г2
<
Q
V
V
ТЖ/Г1
ТЖ/Г2
Данный способ передачи теплоты имеет место в теплообменных аппаратах.