Термический КПД цикла с изобарным подводом теплоты

9.5. Термический КПД цикла с изобарным подводом теплоты

Для определения термического КПД цикла необходимо найти количество теплоты Q/, полученной телом в процессе изобарного расширения 2—>3, и количество теплоты Qi, отданной холодильнику в изохорном процессе 4^1:

QI=Cp(T3-T2)=cpTI-^l-(p-l);

(9.5.1)

Рис. 9.4.2

Q2=cv(T4-TI)=cvTr(pk-l). (9.5.2)

Подстановка формул (9.5.1) и (9.5.2) в уравнение (9.3.1) термического КПД цикла позволяет выразить термический коэффициент полезного действия цикла с изобарным подводом теплоты

„ | а., с>'(р‘~1) , (р*-1)

Q, срг‘-'(р-1) (9.5.3)

Из формулы (9.5.3) следует, что, во-первых, степень сжатия е оказывает такое же влияние на термический КПД при изобарном подводе теплоты грр, как и на термический КПД с подводом теплоты при постоянном объёме то есть с увеличением степени сжатия термический КПД цикла возрастает; и, во-вторых, увеличение степени предварительного расширения р приводит к уменьшению термического КПД цикла с изобарным подводом теплоты. Действительно, увеличение степени предварительного расширения р при постоянном значении ? приводит к увеличению объёма газа Vj под поршнем к моменту завершения процесса горения топлива (рис. 9.5.1). Увеличение значения И? означает возрастание количества теплоты Q/, подводимой к рабочему телу в процессе 2—>3, что ведёт к увеличению работы цикла (пл. 1^»2^»3 ’^>4 '^>1>пл.-^>2—>3^>4—>1, рис. 9.5.1).

Таким образом, возрастание величины р приводит к увеличению работы и уменьшению термического КПД цикла.

Сопоставление уравнений (9.3.4) и (9.5.3) показывает, что вторые слагаемые правой части этих выражений отличаются множителем

/-1 ...

Это означает, что при одинаковых степенях сжатия термический КПД цикла с подводом теплоты при постоянном объёме больше термического КПД цикла с изобарным подводом теплоты.

Сравнение циклов с изохорным и с изобарным подводом теплоты при одинаковых максимальных давлениях и температурах, но при различных значениях ? показывает, что при неизменном количестве отводимой теплоты Q?, равной площади Л на Т-S диаграмме (рис. 9.5.2), термические КПД и гру циклов можно выразить через площади соответствующих фигур:

, пл. А

пл.В

П.г = 1-----------------’

пл.А + пл.В пл. А + пл.В

пл. А

^tp =1

пл. А + пл.В + пл.С

пл.В + пл.С

пл. А + пл.В + пл.С

Поскольку правая часть уравнения (9.5.4) представляет собой правильную дробь, то прибавление к числителю и знаменателю одинаковой величины (пл. Q приведёт к увеличению дроби, то есть

пл.В + пл.С > пл.В

пл.А + пл.В + пл.С пл.А + пл.В

Это означает, что >pp>>itr ? Следовательно, рабочий процесс цикла с самовоспламенением, то есть с подводом теплоты при постоянном давлении при больших степенях сжатия выгоднее, чем рабочий процесс в двигателях с искровым зажиганием, то есть с изохорным поводом теплоты.

  • (9.5.4)
  • (9.5.5)
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >