Вопрос 19. Как определить эффективную мощность двигателя, если известно среднее индикаторное давление рi?

Если работу L_i разделить на рабочий объём цилиндра, то получим среднее индикаторное давление

Заметим, что за один оборот коленвала совершается только половина цикла, поэтому и индикаторная работа за это время будет L_i^’=p_iV_h / 2.

Индикаторная мощность - это количество индикаторной работы, совершаемой двигателем за одну секунду:

где п - число об/мин; Z - число цилиндров; К_т - коэффициент тактности двигателя (равен 4 или 2 для двухтактных).

Конечно же индикаторная работа или мощность всегда меньше того количества энергии, которое получается при сжигании топлива. Все процессы в цилиндре сопровождаются теплопотерями в окружающую среду, а также интенсивным движением газа, и значит потерями, вызываемыми внутренним трением. Влияние внутренних потерь принято учитывать величиной внутреннего или индикаторного КПД

Напомним, что отношение η_т=L_теор/Q₁ в термодинамике мы называли термическим коэффициентом.

Эффективной мощностью называют ту мощность, которую двигатель может отдать потребителю. Эта мощность меньше индикаторной на величину внешних потерь, которые складываются в основном из потерь на механическое трение между движущимися деталями и затрат энергии на привод собственных механизмов и устройств (клапанов, маслонасоса, регулятора и др.):

Вопрос 20. Опишите устройство ступени центробежного компрессора. За счёт чего здесь происходит проталкивание и сжатие газа?

Как уже отмечалось, у центробежных компрессоров разгон, последующее сжатие и проталкивание газа осуществляется под действием центробежных сил, возникающих в результате вращения рабочего колеса с радиальными лопатками.

Схема, наглядно иллюстрирующая особенности устройства и принцип работы одной ступени центробежного компрессора, приведена на рис. 5.14. Газ из расположенной вблизи от оси вращения камеры всасывания засасывается в рабочее колесо, попадает в его межлопаточные каналы и центробежными силами проталкивается через эти каналы на выход из колеса.

Рис. 5.14. Устройство одной ступени центробежного компрессора

При таком движении на газ действует постоянно увеличивающаяся центробежная сила J_цб = m_гrw², где m_г - масса некоторого объёма газа, перемещающегося в канале; r - текущее значение радиуса вращения; w - угловая скорость вращения. Под действием этой силы происходит разгон газа (на графике С, р = f (r) линия 0-С-2). Из

термодинамики потока мы знаем, что при разгоне потока давление газа уменьшается. Но, как это видно из рисунка, лопаточные каналы рабочего колеса имеют расширяющуюся форму, а это приводит к увеличению давления. Суммарный эффект этих двух влияний приводит к повышению давления, так что на выходе из рабочего колеса абсолютная скорость газа становится максимальной, а давление его повышается (линия 1-р-3 графика).

Из рабочего колеса газ попадает в неподвижный лопаточный диффузор, где происходит его торможение при соответствующем увеличении давления (верхняя часть упомянутого графика). Далее поток в обратном направляющем аппарате поворачивается снова к оси вала и там проходит по межлопаточным каналам с увеличивающимся сечением. Подчеркнём при этом, что ширина каналов уменьшается по конструктивным ограничениям, но одновременно увеличивается поперечное сечение канала, и поэтому давление газа продолжает увеличиваться. После сжатия в предыдущей ступени газ направляется в камеру всасывания следующей ступени компрессора.

На последней ступени сразу за лопаточным диффузором (или без него) устанавливается спиральная камера (по-другому - сборная улитка), откуда газ подаётся в оконечный охладитель и далее – потребителю.

Билет №11.