Российская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева


НазваниеРоссийская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева
страница4/14
ТипДокументы
filling-form.ru > Договоры > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14
Часть ответа на этот вопрос нами уже найдена. Потому что и в бензиновых двигателях основное количество смеси сгорает не в зоне ВМТ, а на расширении.

Поэтому формула расчета термического КПД теоретического цикла бензиновых двигателей должна содержать показатели λ и ρ. И в этом случае это уже не цикл Бо Де Роша, а цикл со смешанным подводом теплоты Сабатэ-Тринклера.

Но и это решение не дает достоверного ответа на вопрос о том, каков реальный термический КПД теоретических циклов дизельных и бензиновых ДВС. В частности из приведенных выше расчетов автора следует, что у теоретического цикла бензинового двигателя со степенью сжатия 10 t  50 %, а у теоретического цикла дизельного двигателя со степенью сжатия 13,5 t58 %. Фактически в обоих случаях результаты расчета завышены на 10-12%. Почему так происходит?

Согласно теории показатели λ и ρ характеризуют изменение состояния рабочего тела в период подвода теплоты. При расчете ρ за основу берутся объемы камеры сгорания при показателях давлений Рс и Рz. При расчете λ также за основу берутся показатели Рс и Рz. Поскольку считается, что тепловыделение завершается в точке Рz также соответственно считается, что указанные показатели характеризуют весь процесс подвода теплоты. Однако проведенный выше анализ показал, что основная часть теплоты выделяется далее точки Рz в зоне протекания максимальных температур. Поэтому показатели λ и ρ не дают представления о том, что происходит с основным количеством участвующей в цикле теплоты. Происходящие в зоне Тz процессы более сложны как по своему содержанию, так и по внешним проявлениям. При росте температуры давление там падает. В какой степени такое взаимодействие объема, давления и температуры в указанной зоне влияет на термический КПД цикла остается вне зоны охвата формулы Сабатэ-Тринклера. Поэтому формула расчета термического КПД любого теоретического цикла должна содержать показатель предварительного увеличения температуры t=Тz/Тс (более подробное обоснование будет дано ниже).

В этом случае результаты расчета будут абсолютно соответствовать реальным значениям термического КПД. И тогда не надо будет подозревать трехатомные газы в игнорировании законов физики.

Помимо этого, вносится ясность в вопрос об истинной зависимости термического КПД от степени сжатия и динамике его роста при увеличении степени сжатия. Если полагать, что термический КПД цикла с ε=10 равен t60%, а термический КПД цикла с ε=30 равен t71%, то особого смысла в увеличении степени сжатия нет. Но если взять за основу истинный термический КПД цикла с ε=10, который равен t40%, то увеличение степени сжатия до 51 с t84,5% дело чрезвычайно нужное и выгодное.

Кроме того, ситуация с толкованием теоретических циклов и пониманием результатов действительных циклов лишается двусмысленности, факты становятся понятными. Так, из приведенного выше примера теоретического расчета цикла дизельного двигателя с ε=13,5 из учебника МВТУ им. Н.Э.Баумана следует, что термический КПД t57,8%. А у теоретического цикла бензинового двигателя с ε=10 t60%!!!. Хотя разница в е составляет 13,6% в пользу дизельного двигателя. Как видно из таблицы:



(И.М.Ленин, стр. 18, т.1) t57% имеет теоретический цикл бензинового двигателя со степенью сжатия 8!!! Чудо? Первый факт, т.е. по какой причине между термическим и индикаторным КПД теоретического и действительного циклов бензинового двигателя с одной стороны и термическим КПД теоретических циклов бензинового и дизельного ДВС с другой стороны, возникают такие расхождения, до этого времени был не понятен.

(Попытки И.М. Ленина объяснить это то «разомкнутостью цикла», то химической неполнотой сгорания оригинальны, но, к сожалению, не выдерживают критики. Согласно таблице 27 qхим.неп=20%!!! (И.М.Ленин, стр 195). Если это так, то какой у данных двигателей должен быть состав выхлопных газов???)

Второй факт, т.е. по какой причине е дизельного двигателя выше, чем у бензинового, понятен. Обратимся еще раз к цитате Д.Н. Вырубова: «Из курса термодинамики известно, что наивыгоднейшим по экономичности является цикл с изотермическим подводом и отводом теплоты». Эффективный КПД дизельного двигателя больше потому, что участок «изотермического» расширения дизельного двигателя больше. У бензинового двигателя будет такой же эффективный КПД, если участок «изотермического» (берем пока в кавычки, поскольку нет признака-расширения с подводом теплоты при постоянной температуре) расширения будет иметь такую же протяженность. Как это сделать рассмотрим ниже.



Таким образом, если суммировать сказанное, из проведенного анализа следуют выводы:

Утвердившийся в теории ДВС в 30-е годы прошлого столетия на основе экспериментальных данных с двигателями со степенями сжатия до 4 вывод о том, что процесс выделения основного количества теплоты происходит в зоне ВМТ, в дальнейшем не был пересмотрен. Теория продолжала считать, что и в теоретических циклах ДВС с высокими степенями сжатия (выше 5) теплота вводится в ВМТ.

Но как следует из экспериментальных данных полученных с двигателями со степенями сжатия 8-12, эта позиция является ошибочной. Процесс сгорания горючей смеси в ДВС с такими степенями сжатия можно разделить на 3 фазы:

1. Формирование и распространение турбулентного фронта пламени. Процессы тепловыделения в нем только начинаются. Видимый турбулентный фронт пламени это зона, в которой происходит интенсивный принудительный процесс переноса объемов (молей) высокотемпературных продуктов горения в зону свежей смеси и наоборот- переноса объемов свежей смеси в зону горения, сопровождающееся видимым человеческим глазом светоизлучением. Завершается указанная фаза, когда фронт пламени доходит до стенок цилиндра и в цилиндре достигается максимальное давление.

2. Согласно расчету А.Н.Воинова на стр. 167-168 и свидетельству Д.Д.Брозе: «Рост давления происходит неравномерно, выделение наибольшей энергии оказывается сдвинутым в значительной мере к моменту завершения процесса» (стр.29), в пристеночном слое толщиной всего 1.5-2 мм, на данный момент оказывается сосредоточенным больше половины смеси. Фронт пламени становится или невидимым, или недоступным для фиксации используемым в экспериментах средствам визуализации. Процесс сгорания переходит в стадию наивысшей интенсивности и в дальнейшем подчиняется правилам протекания диффузионного горения. На этом этапе скорость реакции-горения от температуры и перемещения объемов горящей массы газов уже не зависит, а зависит от плотности компонентов в единице объема (давления). Динамика нарастания скорости реакции от момента вхождения смеси во фронт пламени и до ее превращения в продукты сгорания приведена выше в таблице Н.В.Иноземцева и В.К.Кошкина и диаграмме Д.Д. Брозе.

Зависимость скоростей изменения температур и давлений (т.е. скорости реакции сгорания) от общего давления реагирующей смеси (А.Н. Воинов, стр. 18-19) приобретает вид ωотн=К∙роn-1,где n-порядок реакции, (К=const е-Е/RT -константа скорости реакции, Е-энергия активации, постоянная для данной реагирующей системы величина; R-газовая постоянная; Т-абсолютная температура). Завершается указанная фаза в зоне максимальной температуры цикла.

3. В завершающей фазе происходит догорание остатков компонентов с низкой скоростью из-за возросшей доли продуктов сгорания в единице объема-снижения концентрации компонентов.

Из таблицы положения поршня в функции от угла поворота кривошипа видно, что в поршневом ДВС с кривошипно-шатунным механизмом наибольшие потери теплоты будут происходить при положении поршня в ВМТ и НМТ и вблизи них, поскольку в этих точках скорость поршня равна или близка к нулю. Значит, экономичность и эффективность цикла при положении поршня в этой зоне будет равна или близка к нулю, расход теплоты в стенки цилиндра равен бесконечности.

Перемещение поршня в функции от угла поворота кривошипа

(ВАЗ-2110, r=35,5мм, L=119мм)

S=r[(1+0,25λ) — (cos φ+ 0,25λ cos2φ]


φ

S

φ

S

φ

S

φ

S

φ

S

1О

0,007

21О

3,05

41О

11

61О

22,33

81О

35,11

2О

0,028

22О

3,33

42О

11,49

62О

22,97

82О

35,75

3О

0,063

23О

3,631

43О

11,999

63О

23,59







4О

0,112

24О

3,95

44О

12,52

64О

24,21







5О

0,175

25О

4,27

45О

13,05

65О

24,85







6О

0,252

26О

4,61

46О

13,58

66О

25,48







7О

0,343

27О

4,96

47О

14,12

67О

26,12







8О

0,448

28О

5,32

48О

14,67

68О

26,75







9О

0,5677

29О

5,7

49О

15,21

69О

27,39







10О

0,702

30О

6,08

50О

15,79

70О

28,03







11О

0,847

31О

6,48

51О

16,36

71О

28,68







12О

1,006

32О

6,87

52О

16,93

72О

29,31







13О

1,179

33О

7,31

53О

17,51

73О

29,96







14О

1,363

34О

7,73

54О

18,098

74О

30,599







15О

1,564

35О

8,16

55О

18,69

75О

31,26







16О

1,78

36О

8,61

56О

19,29

76О

31,899







17О

2,005

37О

9,05

57О

19,88

77О

32,54







18О

2,225

38О

9,53

58О

20,496

78О

33,18







19О

2,49

39О

10,01

59О

21,11

79

33,82







20О

2,77

40О

10,49

60О

21,72

80

34,47







Таблица 1 (составлена Фатаховым М.М.)
Уже в силу этого обстоятельства утверждения о желательности ввода всей теплоты в ВМТ якобы для получения наивысшей экономичности и наибольшей эффективности представляется не имеющим никакого смысла. Общая формула увеличения экономичности и эффективности действительного цикла ДВС должна быть следующей:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Похожие:

Российская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева icon· · Межвузовский сборник научных трудов Выпуск седьмой
Язык. Речь. Речевая деятельность: Межвузовский сборник научных трудов. Выпуск седьмой. – Нижний Новгород: Нижегородский государственный...

Российская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева iconСборник научных трудов студентов и молодых ученых
Наука и молодежь: сборник научных трудов студентов и молодых ученых. Вып / Редколлегия: Роговая В. Г., Горин Н. И. – Курган: Курганский...

Российская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева iconСборник научных трудов студентов и молодых ученых
Наука и молодежь: сборник научных трудов студентов и молодых ученых. Вып / Редколлегия: Роговая В. Г., Горин Н. И. – Курган: Курганский...

Российская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева iconРоссийский гуманитарный научный фонд академия наук
Российский гуманитарный научный фонд (ргнф) и Академия наук Молдовы (анм) в соответствии с заключенным между ними соглашением о сотрудничестве...

Российская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева iconРоссийская академия наук
«О реализации в 2006-2008 годах пилотного проекта совершенствования системы оплаты труда научных работников и руководителей научных...

Российская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева iconРоссийской Федерации Дальневосточный государственный университет...
Л. П. Бондаренко, канд филол наук, профессор; Л. Е. Корнилова, старший преподаватель; Н. С. Морева, канд филол наук, профессор, М....

Российская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева iconН. Г. Чернышевского Педагогический институт музыка и молодежь: теоретические...
Музыка и молодежь: теоретические и практические аспекты: сборник научных статей. Саратов: ООО «Издательский Центр «Наука», 2011....

Российская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева iconПособие для учащихся общеобразовательных учреждений 2-е издание Москва «Просвещение» 2011
Российская академия наук Российская академия образования Издательство «Проевещепте»

Российская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева iconРедакционнаяколлеги я: доктор политических наук, профессор А. А....
П50 Политические проблемы современного общества: Сборник научных статей кафедры политических наук Национального исследовательского...

Российская Академия Наук Дагестанский Научный Центр Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева iconРоссийский гуманитарный научный фонд национальная
Российский гуманитарный научный фонд (ргнф) и Национальная академия наук Украины (нан украины) в соответствии с заключенным между...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:


Все бланки и формы на filling-form.ru




При копировании материала укажите ссылку © 2019
контакты
filling-form.ru

Поиск