Цикл со смешанным подводом тепла с точки зрения распределения подводимого тепла занимает промежуточное положение между циклами с изохорным и изобарным подводом тепла.
Ввиду этого цикл со смешанным подводом тепла по теплоиспользованию также занимает промежуточное положение.
Если сравнение степени теплоиспользования указанных трех циклов производить при одинаковых значениях ? и k и при одном и том же количестве подведенного тепла, то наибольшее значение будет иметь цикл с изохорным подводом тепла, а наименьшее цикл с изобарным подводом тепла.
Убедиться в этом нетрудно из сравнения выражений (2), (3) и (4), так как можно написать следующее неравенство:
При частных значениях ? = 12,2, Та = 300° К, ра = 1 ата и k = 1,4 результаты подсчета, приведенные ниже, показывают, что ?t цикла с изохорным подводом тепла на 13% больше ?t цикла с изобарным подводом тепла.
Наиболее наглядное сравнение теплоиспользования в различных циклах можно произвести, если построить циклы в системе координат Т—S.
На рис. 22 показаны в системе координат Т—S три рассматриваемых цикла при условии постоянства ? и k и одинаковых q1 цикла с изохорным подводом тепла асzb отводимое тепло выражается площадью под изохорой аb, а для цикла с изобарным подводом тепла это тепло выражается площадью под изохорой аbbt. Отсюда следует, что количество отводимого тепла при изобарном цикле больше, а потому ?t изобарного цикла, при рассматриваемых условиях, будет меньше, чем ?t изохорного цикла. Смешанный цикл занимает промежуточное положение. В действительности карбюраторные двигатели, осуществляющие цикл, близкий к изохорному, работают при низких степенях сжатия, дизели же хотя работают и по смешанному циклу, но допускают значительно более высокие степени сжатия, а потому они имеют более высокий термический к. п. д.
Если сравнение рассматриваемых циклов произвести при одинаковых максимальных давлениях циклов и при одном и том же количестве подведенного тепла, то, как показывают результаты подсчета, цикл с изобарным подводом тепла имеет наибольший термический к. п. д.
Приведенные ниже результаты подсчета получены при принятых исходных данных: рz = 50 ата; ра = 1 ата; Та = 300° К, и для цикла со смешанным подводом тепла были приняты ? = 1,5 и ? = 1,56. Постоянная величина для всех циклов q1/cV определялась по уравнению для смешанного цикла:
На рис. 23 изображены в системе координат Т—S изохорный цикл асzb и изобарный ас'z'b', имеющие одинаковое максимальное давление и количество подведенного тепла. Как видно, тепло, отводимое при изохорном цикле, больше на величину заштрихованной площади, а потому и к. п. д. изобарного цикла при данных условиях сравнения будет наибольшим.
При применяемых максимальных значениях степеней сжатия в карбюраторных двигателях (? = 7 ? 8) термический к. п. д. цикла с изохорным подводом тепла достигает значения 0,50. Термический к. п. д. цикла смешанного подвода тепла при степенях сжатия, равных максимальным значениям, применяемым в дизелях (? == 18 ? 20), достигает значения 0,65—0,70.
На рис. 24 в системе координат Т—S изображены циклы со смешанным подводом тепла и с продолженным расширением, имеющие одинаковые степени сжатия и количество подводимого тепла: цикл oacz'zbf о с использованием кинетической энергии отработавших газов в дизеле (выпуска) с переменным Давлением перед турбиной и цикл оасz'zbаrfo с постоянным давлением газов перед турбиной, т. е. когда кинетическая энергия газов непосредственно не используется.
Отводимое тепло в первом цикле, выражаемое площадью под изобарой оf', меньше, чем тепло, отводимое во втором цикле (площадь под изобарой оf'f).
Следовательно, цикл с продолженным расширением и с использованием кинетической энергии выпуска имеет более высокий термический к. п. д., чем цикл с продолженным расширением, но без использования кинетической энергии выпуска.
|