Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме

Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме называется циклом Отто по имени немецкого конструктора Н. А. Отто, осуществившего этот цикл в 1876 г.

Горючей смесью в цикле Отто является воздух, смешанный с парами бензина или любым другим легко испаряющимся веществом.

На рис. 2 представлена р—v диаграмма двигателя, работающего именно по циклу Отто. Идеализированный замкнутый цикл, термодинамически эквивалентный циклу Отто, состоит из двух адиабат (рис. 2, кривые 1—2 и 3—4) и двух изохор (прямые 2—3 и 4—1). Работа, производимая двигателем за цикл, выражается площадью фигуры 23412.

Рис. 2. Цикл поршневого ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме

Так как в этом цикле участвует постоянное количество рабочего тела, то линии впуска и выпуска отсутствуют. Кривая 1—2 соответствует процессу адиабатного (условно без теплообмена) сжатия газа, в это время поршень перемещается от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ).

При положении поршня в ВМТ и постоянном объеме v₂ (см. рис. 2, прямая 2—3) осуществляется процесс подвода теплоты q₁ к рабочему телу. При этом давление и температура рабочего тела повышаются.

При движении поршня от ВМТ к НМТ (кривая 3—4) происходит процесс адиабатного расширения газа.

Отвод теплоты (-q₂) от рабочего тела к холодильнику соответст­вует прямой 4—1 и осуществляется при постоянном объеме, когда поршень находится в НМТ.

Характеристиками цикла являются степень сжатия ε и степень повышения давления λ.

Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем газа в процессе сжатия:

, (2.1)

где v₁ — удельный объем газа в начале хода сжатия или полный объ­ем при положении поршня в НМТ; v₂ — удельный объем газа в конце хода сжатия или объем над поршнем при его положении в ВМТ (объем камеры сгорания).

Степень повышения давления показывает, во сколько раз повышается давление газа в результате подвода к нему теплоты при постоянном объеме:

, (2.2)

где р₃ — давление газа в конце подвода теплоты; р₂ — давление газа в начале подвода теплоты.

Так как параметры начального состояния (точка 1) всегда известны, то параметры всех других состояний могут быть выражены через р₁, v₁ и Т₁.

Так как ε и λ выражены через v и р, то и они являются параметрами состояния.

Двигатели, работающие по данному циклу, имеют ε от 6 до 11; λ от 3 до 5.