IV. Цикл со смешанным подводом теплоты

Этот ТДЦ называют ещё именем его разработчика циклом Тринклера.

Рисунок 2.6 - Цикл Тринклера

Цикл со смешанным подводом тепла включает процессы: ас – адиабатное сжатие; cz´ – изохорный подвод теплоты; z'z'' – изобарный подвод теплоты; z''b – адиабатное расширение рабочего тела; bа – изохорный отвод теплоты.

Основные параметры цикла:

ε – степень сжатия (см. рис. 2.6). ;

λ – степень нарастания давления. ;

– степень предварительного расширения. .

Для определения термического КПД используем методы, изложенные ранее, а величину Q₁ определим из суммы Q₁ = Q'₁ + Q''₁.

Тогда для одного кг идеального газа:

; ;

; .

Подставляя эти выражения в общее выражение h_t, получаем

. (2.34)

Для определения основных термодинамических соотношений для каждого процесса также используем методы, изложенные ранее. Тогда:

для адиабаты ас (также, как и для цикла Отто, см. выраж. 2.6; 2.7; 2.8)

; (2.35)

для изохоры cz^', также, как и для цикла Отто (см. выраж. 2.9…2.12)

; (2.36)

для изобары z'z''

; (2.37)

, откуда

; (2.38)

для адиабаты z^''b

; . (2.39)

, откуда

. (2.40)

Подставляя найденные значения в выражение η_t (см. выраж. 2.34), получим

. (2.41)

Из данного выражения видно, что цикл Тринклера является общим для всех рассмотренных циклов: при ρ = 1 образуется цикл Отто, а при λ = 1 образуется цикл Дизеля.

Работа цикла Тринклера, как и любого другого термодинамического цикла, определяется

,

где .

Тогда . (2.42)

Среднее давление цикла

.

Так как и , получаем

(2.43)

Очевидно, что возрастанию Р_t способствует увеличение Р_а (например при наддуве), а также повышение Q₁, l и e. Рассмотрим зависимость η_t (l, ρ) при e = 16,

к = 1,4 и постоянном количестве подводимой теплоты Q₁ (рис. 2.7).

Рисунок 2.7 - Зависимость h_t от l и r при e=16

Из графика видно, что η_t достигает максимального значения при r = 1, т.е. когда цикл Тринклера преобразуется в цикл Отто.

С другой стороны, когда l = 1 (при e = const) h_t = min. Это случай, когда цикл Тринклера преобразуется в цикл Дизеля.

Таким образом снижение r повышает h _t, а с увеличением l растет h _t.

Из выше приведенного следует:

1. Для цикла Тринклера h _t занимает промежуточное положение между циклами Отто и Дизеля, в зависимости от l и r;

2. Выше определенного значения l рост h _t замедляется. С уменьшением r, при данном l увеличивается h _t, но вместе с тем уменьшается полезная площадь цикла, следовательно, уменьшается полезная работа, получаемая с единицы объёма цилиндра. Чрезмерное снижение r приводит к уменьшению экономичности двигателя.

Вывод: l и r должны быть оптимальными.

Цикл Тринклера используется при термодинамическом расчёте всех современных Дизелей.

Дата добавления: 2015-03-31