Spalovací motory - termomechanika
TERMOMECHANIKA
Title
Spalovací motory
Řešené příklady
Příklad 4.4
Porovnávací oběhy Ottův a Dieselův jsou zadány těmito stejnými hodnotami:
Teplem přivedeným pracovní látce: qa = 1000 kJ.kg-1
Nejnižší a nejvyšší teplotou: t1 = 50 °C, t3 = 1800 °C
Určete, s jakými kompresními poměry pracují a jakou mají termickou účinnost.
- V prvé řadě je třeba si uvědomit, kde bude ležet v daném tepelném oběhu nejnižší a nejvyšší teplota (raději i tlak) (ne vždy musí být v zadání napsaná teplota s indexem) a proto je nutností nakreslit si daný tepelný oběh v p-v a T-s diagramu.
- Ottův oběh (zážehový, výbušný) se skládá ze 2 základních vratných stavových změn plynu – 2 x adiabatická stavová změna a 2 x izochorická stavová změna
- Dieselův oběh (vznětový, rovnotlaký) se skládá ze 3 základních vratných stavových změn plynu – 2 x adiabatická stavová změna, 1 x izobarická stavová změna a 1 x izochorická stavová změna
- Mějte na paměti, že pro naše účely budeme v případě spalovacích motorů vždy uvažovat kompresi i expanzi jako adiabatickou změnu!
- Jediný rozdíl mezi Ottovým oběhem a Dieselovým oběhem je uvažovaná stavová změna uskutečňující se při přívodu tepla (tj. při zážehu, resp. vznícení). U Ottova oběhu se jedná o izochorický přívod tepla, u Dieselova o izobarický přívod tepla.
Ottův oběh
Kompresní poměr je podíl maximálního a minimálního objemu pracovního prostoru. V případě Ottova oběhu je v1=v4 a v2=v3
Ze stavové rovnice si můžeme vypočíst první měrný objem, jelikož je pracovní prostor válce zaplněn z velké části vzduchem, budeme při výpočtech počítat s jeho fyzikálními vlastnostmi a celou úlohu si zjednodušíme na úlohu s ideálním plynem.
Izochorický přívod tepla (zážeh, výbuch):
Adiabatická komprese:
Závislost mezi měrným objemem a teplotou při adiabatické změně najdeme ve skriptech na straně 13 (Přehled vratných změn stavu ideálního plynu)
Adiabatická expanze:
Odvedené měrné teplo:
Měrná práce oběhu:
Termická účinnost:
Dieselův oběh
Kompresní poměr je podíl maximálního a minimálního objemu pracovního prostoru. V případě Dieselova oběhu je pouze v4=v1
Ze stavové rovnice si můžeme vypočíst první měrný objem, jelikož je pracovní prostor válce zaplněn z velké části vzduchem, budeme při výpočtech počítat s jeho fyzikálními vlastnostmi a celou úlohu si zjednodušíme na úlohu s ideálním plynem
Izobarický!!! přívod tepla (vznícení):
Adiabatická komprese:
Závislost mezi měrným objemem a teplotou při adiabatické změně najdeme ve skriptech na straně 13 (Přehled vratných změn stavu ideálního plynu)
Měrný objem po vznícení (stav 3):
Adiabatická expanze:
Odvedené měrné teplo:
Měrná práce oběhu:
Termická účinnost:
