Chương 4 Chu trình nhiệt động của độngcơ nhiệt.
58d Nhận xét.
d. Nhận xét.
- Hiệu suất nhiệt của chu trình động cơ cấp nhiệt hỗn hợp phụ thuộc vào k.
- Động cơ cấp nhiệt đẳng áp và cấp nhiệt hỗn hợp có thể làm việc với tỷ số nén rất cao. Tuy nhiên khi đó chiều dài xy lanh cũng sẽ phải tăng lên và gặp khó khăn trong vấn đề chế tạo, đồng thời tổn thất ma sát của động cơ sẽ tăng và làm giảm hiệu suất của nó.
- Trong động cơ cấp nhiệt đẳng tích quá trình cháy là cưỡng bức (nhờ bugi), nếu
tăng cao quá trị số giới hạn thì hỗn hợp cháy sẽ tự bốc cháy khi bugi chưa đánh lửa, sẽ ảnh hưởng xấu đến chế độ làm việc bình thường của động cơ. Ngoài ra khi tỷ số nén lớn thì tốc độ cháy có thể tăng lên một cách đột ngột gây ra hiện tượng kích nổ (vì hỗn hợp nén là hỗn hợp cháy) phá hỏng các chi tiết động cơ. Vì vậy tỷ số nén cần được lựa chọn phù hợp với từng loại nhiên liệu. e. So sánh hiệu suất nhiệt của chu trình động cơ đốt trong.
Để đánh giá hiệu suất nhiệt của động cơ đốt trong làm việc theo các chu trình khác nhau, ta so sánh các chu trình với các điều kiện sau:
- Khi có cùng tỉ số nén và nhiệt lượng q1 cấp vào cho chu trình:
Trên đồ thị T-s hình 4.4 biểu diễn 3 chu trình: 123v4v1 là chu trình cấp nhiệt đẳng tích, 122’341 là chu trình cấp nhiệt hỗn hợp và 123p4p1 chu trình cấp nhiệt đẳng áp. Ba chu trình này có cùng tỷ số nén và nhiệt lượng q1, nghĩa là cùng v1, v2 và các diện tích a23vd; a22’3c và a23pb bằng nhau. Từ (4-4) ta thấy: các chu trình có cùng q1, chu trình nào có q2 nhỏ hơn sẽ có hiệu suất nhiệt cao hơn.
q2 của chu trình cấp nhiệt đẳng tích bằng diện tích a14vb là nhỏ nhất. q2 của chu trình cấp nhiệt đẳng áp bằng diện tích a14pd là lớn nhất.
q2 của chu trình cấp nhiệt hỗn hợp bằng diện tích a14c có giá trị trung gian so với hai chu trình kia.
Vậy hiệu suất của chu trình cấp nhiệt đẳng tích là lớn nhất và hiệu suất của chu trình cấp nhiệt đẳng áp là nhỏ nhất:
59
Hình 4.4 So sánh các chu trình khi có cùng và q1.
- Khi có cùng áp suất và nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất:
Hình 4.5 So sánh các chu trình khi có cùng cùng Tmax và pmax.
Ở đây ta so sánh hiệu suất nhiệt của chu trình cùng nhả một nhiệt lượng q2 giống nhau, cùng làm việc với ứng suất nhiệt như nhau (cùng Tmax và pmax). Với cùng điều kiện đó, các chu trình được biểu diễn trên đồ thị T-s hình 4.5. 12p34 là chu trình cấp nhiệt đẳng áp; 122’341 là chu trình cấp nhiệt hỗn hợp và 12v34 chu trình cấp nhiệt đẳng tích. Trên đồ thị, ba chu trình này có cùng p1, T1 và cùng p3, T3 nghĩa là cùng nhả ra một lượng nhiệt q2 (diện tích 14ab) trong đó: nhiệt lượng q1 cấp vào cho chu trình cấp nhiệt đẳng áp bằng diện tích a2p3b là lớn nhất, nhiệt lượng q1 cấp vào cho chu trình cấp nhiệt đẳng tích bằng diện tích a2v3b là nhỏ nhất.
Vậy theo (4-4) ta thấy hiệu suất của chu trình cấp nhiệt đẳng áp là lớn nhất và hiệu suất của chu trình cấp nhiệt đẳng tích là nhỏ nhất:
ctp > ct > ctv (4-11) Giới hạn trên của p3, T3 phụ thuộc vào sức bền các chi tiết của động cơ.