drigata
16-02-2010, 20:05
Много ми харесва това, че има вече теоретична препратка към процесите в цилиндъра на двигателя.
Процеса сгъстяване неистина е политропен, а не изотропен. Всъщност изотропен дори не съществува като понятие в термодинакмиката, тъй като в най-добрия случай би следвало да се нарече изоЕнтропен, а точното му име е адиабатен и уравнението, описващо съсътояниоето му при идеалните газове е p.(V^k)=const . Политропния процес се различава по това (от адиабатния), че има топлообмен между газа и околното пространство. При адиабатния се приема че няма топлообмен, тъй като се допуска че системата е изолирана. Всички процеси в природата, който се доближават да адиабатния всъщност са политропни, но тъй като протичат много бързо и времето за топлообмен е много малко, се разглеждат като адиабатни като грешката при това не е голяма (под 5%), а точността за инженерната практика е достатъчна. Разликата в уравненията на адиабатния процес и политропния е само в степенния показател, който е "k" при адиабатния и "n" при политропния. При адиабатния процес, показателя е еднакъв независимо от началните и крайните условия и зависи само от физико-химичните свойства на газа и за въздуха е 1,41. Показателя при политропния процес напротив - изключително силно зависи от началните и крайните условия и още по-силно от топлообмена. Той може да заема произволни стойности , като най-често се намира в интервала от 1,10 до 1,85.
Как точно стои въпроса при ДВГ. Процеса сгъстяване започва около ДМТ (малко след нея) в момента на затваряне на пълнителния клапан и завършва около ГМТ (малко преди нея) с момента на подаване на искрата или впръскване на горивото при дизеловите двигатели. В момента на започване на действителното сгъстяване, температурата на въздуха (сместа) е по-ниска от стените на цилиндъра и следователно топлообмена ще е в посока от стените към въздуха (т.е. въздуха ще се подгрява), което значи че показателя на политропата ще е по-висок отколкото при адиабатен процес. Това подгряване ще продължи докато температурата на сместа се изравни с тази на цилиндъра (тогава двата показателя са равни) и точно в този момент конвективния топлообмен се прекратява (остава само около клапаните, свещта и буталото тъй като те все още са по-топли, както си остава и лъчистия топлообмен в инфрачервения спектър). След този момент температурата на сместа продължава да се повишава и топлообмен с цилиндъра прогресивно се засилва, което води до намаляване на показателя на политропата до стойности, по-ниски от този на адиабатата. В момента на подаване на искрата, процесите стават много по-сложни и за момента не са обект на тези дрансканици.
В Термодинамиката на кръговите процеси се приема, че сгъстяването става по адиабата и би следвало след като работното тяло е въздух, да се работи с адиабатен показател 1,41. В двигателите обаче, теоретичните термодинамични изчискения се извършват с показател на политропата в границите 1,35...1,39. Това е така, тъй като в процеса на сгъстяване се изпарява горивото, което охлажда сместа и намалява този показател. Освен това, в сместа има известни количества остатъчни газове от предходния цикъл, които са инертни топлинни буфери (еднопосочен склад за топлина с КПД=0%). Освен това в процеса на сгъстяване стават химични реакции на разлагане на част от молекулите на горивото, за което се взема енергия пак от въздуха, така че това също намалява показателя. Стойността 1,35...1,39 е валидна за работа с номинална мощност (напълно отворена дроселова клапа и номинална честота на въртене). С намаляване на оборотите и с притваряне на клапата, тези стойности намаляват. Най-ниските възможни стойности са 1,15...1,25 при пускане на студен двигател с оборотите, с които го върти стартера. Затова налягането, измерено при мерене на компресия е доста по-малко от това, което се достига при работата на двигателя (просто оборотите са доста по-малко и времето за топлообмен и пропуск покрай буталото и буталните пръстени е многократно по-голяма). Ако някой си направи труда да го измери при високи обороти ще се убеди че е така. Например: ако налягането измерно с манометър (компресомер) е примерно 13 бара (на стартер), ако се измери за честотата, при която въртящия момент е максимален, числото вече ще е повече от 16...18 бара.
Мисля, че засега това е достатъчно по този въпрос.
RESPECT
Процеса сгъстяване неистина е политропен, а не изотропен. Всъщност изотропен дори не съществува като понятие в термодинакмиката, тъй като в най-добрия случай би следвало да се нарече изоЕнтропен, а точното му име е адиабатен и уравнението, описващо съсътояниоето му при идеалните газове е p.(V^k)=const . Политропния процес се различава по това (от адиабатния), че има топлообмен между газа и околното пространство. При адиабатния се приема че няма топлообмен, тъй като се допуска че системата е изолирана. Всички процеси в природата, който се доближават да адиабатния всъщност са политропни, но тъй като протичат много бързо и времето за топлообмен е много малко, се разглеждат като адиабатни като грешката при това не е голяма (под 5%), а точността за инженерната практика е достатъчна. Разликата в уравненията на адиабатния процес и политропния е само в степенния показател, който е "k" при адиабатния и "n" при политропния. При адиабатния процес, показателя е еднакъв независимо от началните и крайните условия и зависи само от физико-химичните свойства на газа и за въздуха е 1,41. Показателя при политропния процес напротив - изключително силно зависи от началните и крайните условия и още по-силно от топлообмена. Той може да заема произволни стойности , като най-често се намира в интервала от 1,10 до 1,85.
Как точно стои въпроса при ДВГ. Процеса сгъстяване започва около ДМТ (малко след нея) в момента на затваряне на пълнителния клапан и завършва около ГМТ (малко преди нея) с момента на подаване на искрата или впръскване на горивото при дизеловите двигатели. В момента на започване на действителното сгъстяване, температурата на въздуха (сместа) е по-ниска от стените на цилиндъра и следователно топлообмена ще е в посока от стените към въздуха (т.е. въздуха ще се подгрява), което значи че показателя на политропата ще е по-висок отколкото при адиабатен процес. Това подгряване ще продължи докато температурата на сместа се изравни с тази на цилиндъра (тогава двата показателя са равни) и точно в този момент конвективния топлообмен се прекратява (остава само около клапаните, свещта и буталото тъй като те все още са по-топли, както си остава и лъчистия топлообмен в инфрачервения спектър). След този момент температурата на сместа продължава да се повишава и топлообмен с цилиндъра прогресивно се засилва, което води до намаляване на показателя на политропата до стойности, по-ниски от този на адиабатата. В момента на подаване на искрата, процесите стават много по-сложни и за момента не са обект на тези дрансканици.
В Термодинамиката на кръговите процеси се приема, че сгъстяването става по адиабата и би следвало след като работното тяло е въздух, да се работи с адиабатен показател 1,41. В двигателите обаче, теоретичните термодинамични изчискения се извършват с показател на политропата в границите 1,35...1,39. Това е така, тъй като в процеса на сгъстяване се изпарява горивото, което охлажда сместа и намалява този показател. Освен това, в сместа има известни количества остатъчни газове от предходния цикъл, които са инертни топлинни буфери (еднопосочен склад за топлина с КПД=0%). Освен това в процеса на сгъстяване стават химични реакции на разлагане на част от молекулите на горивото, за което се взема енергия пак от въздуха, така че това също намалява показателя. Стойността 1,35...1,39 е валидна за работа с номинална мощност (напълно отворена дроселова клапа и номинална честота на въртене). С намаляване на оборотите и с притваряне на клапата, тези стойности намаляват. Най-ниските възможни стойности са 1,15...1,25 при пускане на студен двигател с оборотите, с които го върти стартера. Затова налягането, измерено при мерене на компресия е доста по-малко от това, което се достига при работата на двигателя (просто оборотите са доста по-малко и времето за топлообмен и пропуск покрай буталото и буталните пръстени е многократно по-голяма). Ако някой си направи труда да го измери при високи обороти ще се убеди че е така. Например: ако налягането измерно с манометър (компресомер) е примерно 13 бара (на стартер), ако се измери за честотата, при която въртящия момент е максимален, числото вече ще е повече от 16...18 бара.
Мисля, че засега това е достатъчно по този въпрос.
RESPECT