Приветствую Вас Абитуриент • Регистрация • Вход • RSS
Четверг, 26.4.2018
Загрузка...
Главная » Работы » Рефераты на казахском » Физика, Астрономия

ІШТЕН ЖАНАТЫН ПІСПЕКТІ ҚОЗҒАЛТҚЫШТАРДЫҢ ЦИКЛДАРЫ
Загрузка...
ІШТЕН ЖАНАТЫН ПІСПЕКТІ ҚОЗҒАЛТҚЫШТАРДЫҢ ЦИКЛДАРЫ

Жұмыстық денеге, жылулықты жеткізу тәсілдеріне байланысты, барлық, қазіргі кезде, кездесетін жылулық қозғалтқыштарын екі топқа бөлуге болады-сырттан және іштен жанатын қозғалтқыштар.
Бірінші топқа жататындары, сондай жылулық қозғалтқыштар, жұмыстық денеге жылулықты жеткізу, яғни жылу процессі қозғалтқыштан бөлек жүргізіледі.Бұдан мысалы ретінде, булы қозғалтқыштар-булы машиналар және турбиналар.Бұл қозғалтқыштардың жұмыстық денесі болып, су буы атқарады, булы қазанды қондырғыдан алып, оны саптамамен (сопло) турбинаның жұмысшы дөңгелегіне немесе булы машинаның бу бөліп-таратушы құрылғысына беріледі.
Екінші топқа жататындарына, мына жылулық қозғалтқыштар: оларға жылулықты, жұмыстық денесіне жеткізуді іске асыру-тікелей отынды қоспамен, қажетті санды мөлшердегі ауамен қозғалтқыштың ішінде жандырады.Отынның жанғыш бөліктерінің, (C,H,S) химиялық қоспалар нәтижесінде және ауаның оттегімен қосылып, отынның жану өнімі-газды қоспаны құрайды да, ол іштен жанатын қозғалтқыштың жұмыстық денесі болады.Осы қозғалтқыштар типін, кең ұғымда газды қозғалтқыш деп атайды, себебі, оның отыны ретінде, қандай жанғыш болса да жарайды: қатты, сұйық, газ түріндегі.
Іштен жанатын қозғалтқыштардың (ІЖҚ) газ түріндегі отынмен жұмыс атқаруын, тар мағынада айтады.Ондағы жанғыш газ (генератордың, сұйытылған және басқа), белгілі пропорциялы ауамен араластырады және осындай жанғыш қоспа, қозғалтқышқа кіреді де, отын тұтанады, жанғыш өнім кеңееді де, жұмыс атқарылады.
Сұйық отын-бензин, спирт, керосин, дизельді отындар (газды және солярлы май), мұнай-белгілі мөлшердегі ауамен тозаңды түрінде қозғалтқышқа енгізіледі де, осылардың нәтижелерінде жанғыш қоспа пайда болады.
Қатты отынды ІЖҚ-та, тікелей тозаң түрінде жұмысшы кеңістікте пайдалану, әзірше қанағаттанарлық нәтиже берген жоқ, себебі, жанғыш заттарды ауамен жақсы араластыру мүмкіндігі жоқ және қозғалтқыштан, оның күлін алып кету де нәтижесіз болып отыр.
Піспекті іштен жанатын қозғалтқыштар.
Халық шаруашылығының көп салаларында піспекті іштен жанатын қозғалтқыштарды (ІЖҚ) кеңінен қолданады.Барлық, осы замандағы автомобильдер, трактролар, кеме қозғалтқыштарының көп бөлігі аз және орташа қуатты, ал сол сияқты, тұрақты қондырғылардың бір қатарының қозғалтқыштары, піспекті ІЖҚ.Бұл, олардың артықшылығымен түсіндіріледі:
1) арбиған үлкен қазандық қондырғының болмауы, ал олай болса, күш беруші қондырғыларды орналастыру үшін, ғимараттардың аз өлшемді көлемде болуы;
2) жүргізуге, әр уақытта дайын болуы және жүктемені, тез арада қабылдағыштығы, сонымен қатар, қозғалтқыштың жұмыссыз кезеңіндегі жанар майды аз пайдалануы;
3) суды аз пайдаланатындығы;
ІЖҚ-тың кемшілігіне мыналар жатады:
а) қатты отындарға қарағанда, сұйық және газ түріндегі отындардың запасының шектеулі; қатты отындарды, көбінесе, булы күш беруші қондырғыларда қолданады;
б) пайдаланылған газ жылулығын қолдану қиындығы;
в) өте үлкен инерцияның болуынан, иілмелі біліктің айналу жиілігінен қозғалушы бөлшектерінің үдемелі-қайтымды жүріс пайда болуынан, бір агрегаттан жоғарғы қуат алуға болмайтындығы (осы заманғы ІЖҚ-дың шекті қуаты 3500-4000 кВт артпайды).Піспекті ІЖҚ-тің жұмыс принципінің жасалынуы былай өтеді: цилиндрдегі піспектің қозғалысына газ қысымының ықпалды әрекетінен, бұлақ (шатун) арқылы, иілмелі білікке беріледі.Жұмысшы цилиндр және оның басында қақпақтарымен білте тұтандырушы орналастырылады, сұйықтық салқындатқышты көйлекшесі бар немесе оның, температура әсерінен, қатты қызбас үшін, қырлы ауалы салқындатқышы және қабырғалырының жұмысшы дененің қысымынан бөлінбеуі үшін жасалынады.Иілмелі біліктің, бір қалыпты айналуын қамтамасыз ету үшін және инерциялық күштерді кемітуге, сонымен қатар цилиндрдегі піспектің пайдасыз жүрісінің болмауын іске асыру үшін, иілмелі біліктің артқы ілмегіне сермер (маховикті) орналастырады, оны ең соңғы жағдайына шығарады, ал қозғалтқыш бірнеше цилиндрлі (2,4,6,8,12,16 цилиндрлі және одан да көп) болып жасалынады.Соңғы жағдайда, цилиндрдің жұмысшы тәртібін, сондай етіп таңдайды, мүмкіндігінше көршілес екі цилиндрдің жұмыс атқаруы, бірдей тактыда болмауы тиіс; онда иілмелі білікке түсетін күш, бір қалыпты болады және басқа цилиндрдегі піспектің жұмысшы жүрісі есебінен, кейбір цилиндрдегі піспектің пайдасыз жүрісін, іске асыру мүмкіндігі туады.Піспекті іштен жанатын қозғалтқышқа, жұмысшы денені кіргізу және шығарушы органдарын тарелкалы қақпақ түрінде орындалуы жиі кездеседі, олар, қажетті уағында рычагтың көмегімен ашылады, оны атқарушылар штанга мен итергіштерді жұдырықтаумен қозғалысқа келтіреді.Жұдырықтың (кулачки) қозғалтқыштың иілмелі білігіндегі жетегі, бөліп таратқыш білігінде орналасқан.
Піспекті ІЖҚ жұмысшы принципінің, жоғарыдағы жазылуынан көрінгендей, оларда, негізінен айналмалы процесс жүрмейді, себебі газ түріндегі өнімнің кеңейгеннен соң, жануы жіне иілмелі білікке піспектің көмегімен энергияны беруі, қозғалтқыштың цилиндірінен қашықтайды, ал, оның орнына, жаңа порция жанғыш қоспа келіп түседі, оның химиялық құрамы, келесі жану процессі нәтижесінде өзгереді.Бірақта, іштен жанатын қозғалтқыштың айналмалы жұмыс процессі деп, шартты түрде айтуға болады, егер химиялық өзгеруін есепке алмасақ және оның ПІК, формула бойынша ηt=Aц/q1, және Ац және жылулық шығынын q1 орнына қойсақ, қозғалтқыш үшін, оның теориялық мәндеріне тең.Сонымен, мүмкінді дәлсіздігі қте аз, себебі, жұмысшы дененің жану кезіндегі химиялық құрамының түбегейлі өзгеруіне қарамастан, жанғыш қоспалардың газ тұрақтылығы, жанушы өнімдерінің бір-бірінен айырмашылығы аз ғана.
Теориялық көз-қарастың дұрыстығы, ІЖҚ қандай да болмасын, жылулық қозғалтқышта, Карноның циклы іске асуы тиіс.Бірақ, негізінде ол, тиімсіз, себебі изотерма мен адиабаттың еңістіктегі айырмасы аз болғандығы Т1 және Т2 (Т2=250-300К; Т1=2000-2500К) температураларының өте үлкен айырмасы кезіндегі, циклдің ішкі ауданы PV-диаграммада тіптен жіңішке, тік жіне көлденең бағыттағысы-өте созылыңқы, осы құбылысына қарай пайдасыз нүктелерде (мертвая точка) көлемі мен қысымы артады.Мысалы, егер tа=t2=15ºC және tc=t1=180ºC деп қабылдасақ, онда К=1,33 және Ра=0,1 МПа кезінде табамыз:
к
Т1 k¬1 2,73 4,05
Pc=Pа( ) =( ) *0,1=282Па және кеңею дәрежесі Vа/Vc≈400 болғанда,
Т2 288

Мүлде іске аспайды, егер еске алсақ, нақтылы ІЖҚ-тың жану кезіндегі ең жоғарғы қысымы 10МПа-дан аспайды және жалпы кеңею дәрежесі 20 аспайды.
Кеңею дәрежесі кезінде 20 көп болса, онда абайсыз үлкен цилиндр қажет болар еді, онда нақтылы жылуды пайдалануда үйкелістен үлкен шығынмен келмейді.Сондықтан нң жоғарғы қысымды кеміту үшін, вс және ad изотермиялық процесстердің кеңеюінің аз дәрежесін алу үшін, c1d және a1d изохорлы процесспен немесе c2b изобарлы процесспен және a1d изохорлымен алмастырады.Циклдер арасындағы c1da1d және c2ba1d айырмашылығы сонда, бірінші дану процессінде-тұрақты қысым кезінде болады.Осыған сәйкес, піспекті ІЖҚ-тің циклдары жұмысшы денеге жылулықты жеткізу сипаты бойынша, мына үш топқа бөлуге болады:
1) изохора бойынша жылулықты жеткізу циклі;
2) изобара бойынша жылулықты жеткізу циклі;
3) аралас циклдар, оларға жылулықты жеткізу жарым-жартылай изохора бойынша және жарым-жартылай изобара арқылы іске асырылады.
Жылулықты, суықтық көзін беру q2, барлық осы циклдарда, тек қана изохорлы процессте өтеді.
Циклдардың осы үш түрі де, қайтымсыз жылудинамикалық процесстерден тұрады.Осы циклдарды реттеу кезінде, ең жоғарғы ПӘК алу жағдайын анықтауға тырысады.
Әдебиеттердің ескі басылымдарында осы циклдардың басқа атаулармен аталуын кездестіруге болады: 1) Отто циклы; 2) Дизель циклы; 3) Сабатэ (Тринклер циклы).Бірақта не ана, не мына циклдарды жасау приоритеті, қайсысына берілуін анықтау мүмкін емес, жұмысшы процесстерінің солай болғандығына, ІЖҚ іске асырылуына байланысты, ал сонымен қатар, олардың конструкцияларының идеясы іске асырудағы көп ғалымдардың, инженерлердің жасаған еңбектері өте көп.
V-const кезіндегі жылулықты жеткізу циклы.
Іштен жанатын қозғалтқыштың циклының тұрақты меншікті көлемі кезіндегі, жылулықтың жеткізілуін қарастыралық.Піспкетің бастапқы жағдайында, сорушы қақпақша жабылады, одан кейін, піспектің жоғарғы жүрісі кезінде, цилиндрдегі жұмысшы қоспа адиабатты түрде сығылады.Үйкеліссіз, қайтымды адиабатты сығылу және цилиндрдің қабырғамен жылу алмасуы, теориялық диаграммамен өтеді деп есептелінеді.
Сығу соңында, электр ұшқыны көмегімен қоспа тұтанады.Қоспаның жануы лезде өтеді (жану процессі, тұрақты көлем кезінде, піспектің қозғалмауында өтеді деп, теория түрінде есептейді).Жылудинамикасының циклын қарастыру кезінде, денеге ыстықтық көзінен изохорлы процеске (дененің өзгеріссіз құрамында) шартты-қайтымды жылулықты жеткізумен алмастырады.
Жану кезіндегі жылулықтың бөлініп шығу нәтижесінде,(жылулықты жеткізу) Р2 ден Р3 дейін, V=const (2-3 изохорлы) сызық бойынша қысым ұлғаяды.Ары қарай, піспек тағы да төмен жылжиды да, газдың адиабатты кеңею нәтижесінде өтеді.Бұл жүріс, жұмысшы жүрісі деп аталады.Сонымен, газдың ішкі энергиясы есебінен кеңеюінің әсерінен, оң жұмыс атқарылады.Дәл осылай, қайтымды адиабат бойынша кеңею әсері өтеді деп ұйғарылады.Кеңею соңында, жапқыш клапан ашылады.Сол кезде, тез арада қысым атмосфералыққа дейін төмендейді.Қысымның төмендеуі V=const сызығы бойынша өтеді деп қабылданады.Қозғалтқыштың негізгі процесіндегі қысымның төмендеуі, газды атмосфераға шығаруынан.
Жылудинамикалық цикл процесіндегі, қысымның төмендеуін қарастыру кезінде, эквивалентті изохорлы процесс пен 4-1 алмастырылады да, жұмысшы дененің санды өзгеріссіз кезіндегі суықтық көзіне қайтымды жылулықты q2 жеткізуімен өтеді.
ІV такт ашық ауа шығарғыш қақпақшада іске асырады.Бұл жағдайда, P=const атмосфералық қысым кезіндегі жанған өнім, атмосфераға шығарылады.0-1 сору сызығы және 1-0 итеріліп шығарылуы, жылудинамикалық циклда қарастырылмайды.Осылай қабылданғандықтан, әрбір, осы процесстрдің жұмысы бірдей қысым кезінде өтеді, шамалары бойынша бірдей және белгілері бойынша қарама-қарсы.
Қаралып отырған жылудинамикалық цикл 1234, тұйық пішінге сәйкес, ол, қабылданған жұмысшы дененің массасын табады.Жұмысшы денеге, идеалды газдың тұрақты жылу сиымдылығы қабылданады.Циклдың пайдалы жұмысы, тұйықталған 1234 пішін ауданына тең.
Цикл, екі қайтымды изохор мен қайтымды адиабаттан құралады да, сол себептен идеалды болып есептелінеді.
V=const кезіндегі, жылулық ПӘК, циклға жылулықты жеткізілуін жалпы формулалармен анықтайды:
ηt=1-q2/q1,
мұндағы, q2=Cv(T4-T1)-4-1 изохор бойынша меншікті санды жылулықты алып кету; q1=Cv(T3-T1)-2-3 изохорлы жеткізілуі.Бұдан Cv=const кезіндегісі:

Т4/Т1-1
ηt=1-
(Т2/Т1)(Т3/Т2-1)

4-3 және 1-2 адиабаттардың аралық температуралары үшін мынандай байланыстылық бар:
k-1 k-1
Т4/Т3=(V3/V4) және T1/T2=(V2/V1)
Одан басқа, V4=V1 және V2=V3, сондықтан T4/T3=T1/T2 немесе
k-1 k-1
T4/T1=T3/T2, V1/V2=ε және T2/T1=(V1/V2) =ε деп белгіленіп, мұндағы ε=тіптен сығылу дәрежесіне жататын циклға арналған шама.
k-1
Сонымен, табамыз:ηt=1-1/ε (6.1)
(6.1) тнңдеуден көрінгендей, циклдың термиялық ПӘК V=const кезіндегі, жылулықты жеткізу неғұрлым көп болса, сығылу дәрежесі мен k көрсеткіші көп болады.Осы жұмысшы газы кезінде, яғни берілген k ПӘК тек қана, сығылу дәрежесі ε байланысты.
Бірақта сығылу дәрежесінің ε арту мүмкіндігі шектелген.Мүмкінді шамасын арттыру, қозғалтқыштың сенімділігін және оның тиімділігінің кемуіне алып келеді.
Жанғыш қоспалардың, сығылу дәрежесін арттыруда, өздігінен жанбауы тиіс, оның пайда болуы, сығылу кезіндегі температураның артуы, піспектің жоғарғы тиімсіз кеңістік жағдайға жетпеуінде болады да,бұлар апатқа алып келіп соғады.Бұдан басқа жоғары қысым мен ыстық қоспаның температурасы, жану процессінде, дүмпілес құбылысы өтеді де, онымен бірге лезде қысымы артады.Сонымен, тез арада тиімділігі келмейді, тозуы жиілейді және қозғалтқыштың апатқа ұшырауы мүмкіндігі пайда болады.Осыларға қарағанда, отын сапасына байланысты, сығылу дәрежесінің мәндері ε=6.....9 артпайды.Нүкте 2 қысым 0,6.....1,2 МПа дейін жетеді.
P=const кезіндегі жылуды жеткізу циклы.
P=const тұрақты қысым кезіндегі, жылулықты жеткізу.Цилиндрге ауа сорылып және сығылады да, ондағы температура, отынның өздігінен жану температурасына сәйкес болғанша орындалады да, ауа қысымы 3.....4МПа жетеді.Сығылу соңында, камераға тозаңданағн сұйық отынды шашыратады, ол тұтанады және тұрақты қысымда жанады, ол кезде циклға жылулық q1 жеткізіледі.Отынды тозаңдатып шашыратуды, қосымша сығымдаушы сығымдаушымен ауаны сығу 5.....6 МПа қысымымен жүргізіледі.
Сонымен, мұндай қозғалтқыштың ерекшелігі, цилиндрге ауа мен отынды жеке-жеке енгізеді де, V=const кезіндегі, жылулықты қозғалтқышқа жеткізушіден айырмашылығы, осы ғана.Ауаны сығу (жанбайтын қоспаны) себебінен бұл жерде өте жоғарғы сығу дәрежесіне ε рұқсат етіледі.
V=const кезінде, жылулықты жеткізу үшін, қаралып отырған цикл екі қайтымды адиабаттан құралады деп қабылданған, қайтымды изобарлар-жылулықты жеткізу және қайтымды изохорлар жылулықты алып кетуші және жұмыстық дененің қабылданған массасына сәйкес 1234 тұйықталған пішінде көрсетілген.
Меншікті жылулықты алып кетудің санды мөлшерін:
q2=Cv(T4-T1)=CvT1(T4/T1-1)=CvT1(ρ-1),
мұнда
k k k
T4 P4 P3(V3/V4) ( V3) ρ
T4 P1 P2(V2/V1) (V2)
Себебі Р3=P2, V4=V1 және V3=V2 алдын-ала кеңею дәрежесі.
Жеткізілетін жылулықтың меншікті санды мөлшері:

Мұндағы ε=V2/V2-сығылу дәрежесі.
Сонымен, тұрақты қысым кезіндегі жылулықты жеткізудегі термиялық ПӘК циклына арналған формула былай жазылады:

k
Р -1 (6.4)
ηt=1- .
k-1
kε (ρ-1)

Алынған формулаға қарағанда, термиялық ПӘК циклына жылулықты жеткізуде P=const кезінде ұлғаяды да, сығылу дәрежесі ε және көрсеткіш к артуынан және алдын-ала кеңею ρ дәрежесінің өсуінен кемиді.
Қаралып отырған қозғалтқыш типіне байланысты, сығылу дәрежесі 12.....20 дейін жетеді.Одан да жоғары сығылу дәрежесі артқан кезде, цилиндрдегі ең жоғарғы қысым ұлғаяды, осы құбылыстан конструуктивті қиындық туады, ал осыдан механикалық шығын көбейеді.
Загрузка...


Уважаемый пользователь! Материал может содержать устаревшие данные, ошибки (устаревшую экономическую статистику, утратившую силу закона, нормативные акты и т.п.). Поэтому перед сдачей рекомендуем самостоятельно проверить содержание работ.
Желаем успехов!



76.5Kb
Категория: Физика, Астрономия | Добавил: Dastan
Просмотров: 4226 | Загрузок: 279 | Рейтинг: 0.0/0

Это может Вас заинтересовать:
Абай Құнанбаевтың әлеуметтік ой-көзқарасы
Неологизмдердің жасалу жолдары
Қонақ үй қызметтері сапасын басқару мәселелері
Иоган Себастьян Бах
Әзірбаев Кенен
Бақытжан Қаратаев
Шоқай Мұстафа
Бүгінгі поэзиядағы көне Түркілік таным көріністері
Тірі ағзалардың бірлестіктері
Сын есімнің жасалуы
Биосфера туралы жалпы түсінік
Досмұхамедұлы Халел
Шоқан Уәлиханов
Қазақстан Республикасы мен Оман Сұлтандығы арасындағы қатынастар
Шыңғысұлы Жошы хан