Teorijski ciklus rada
Transcript of Teorijski ciklus rada
![Page 1: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/1.jpg)
TERMODINAMIČKI CIKLUSI
![Page 2: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/2.jpg)
• Karnoov ciklus je fizički proces od značaja u teoriji termodinamike.
• teorijski ciklus ,čiji značaj je u tome što se pomoću nje može izračunati teorijski maksimum rada koji može da proizvede fluid u zatvorenom termičkom sistemu.
• Stepen pretvaranja termičke energije u mehanički rad se izražava koeficijentom korisnog dejstva
![Page 3: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/3.jpg)
• Овај фактор се користи у поређењу ефикасности различитих мотора.
• Карноов цикулс је описао француски официр, инжењер и физичар Сади Карно.• Његовим делом је заснована грана физике
под именом термодинамика.
![Page 4: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/4.jpg)
• Карно је желео да дизајнира термодинамички циклус максималне ефикасности.
• Ефикасност било које термодинамичке машине може се поредити са ефикасношћу Карноове машине која служи као референца.
• Карноов циклус се састоји из 4 процеса (2 изотермна и 2 адијабатска) :
1. Изотермно ширење2. Адијабатско ширење3. Изотермно сабијање4. Адијабатско сабијање
![Page 5: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/6.jpg)
qab-трансфер топлоте од хладњака (негативна вредност).
qzu- трансфер топлоте од извора топлоте (позитивна вредност).
![Page 7: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/7.jpg)
TEORIJSKI CIKLUS RADA
SUS MOTORA
![Page 8: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/8.jpg)
1. TEORIJSKI CIKLUS RADA
OTO MOTORA
![Page 9: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/9.jpg)
Svaki SUS motor u toku svog rada mora obaviti osnovna 4 procesa:
1. usisavanje,2. sabijanje (kompresija),3. širenje (ekspanzija) i4. izduvavanje.
Razlike između tipova SUS motora su u vremenu, mestu i načinu vršenja ovih procesa.
Neki motori vrše sve procese u isto vreme, ali na različitim mestima u motoru (npr. mlazni motor), a neki vrše procese na istom mestu, ali u različito vreme (npr. klipni Oto i Dizel motori).
![Page 10: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/10.jpg)
• Četverotaktni motor je motor koji radi svoj radni ciklus u četiri takta,
• odnosno motor koji svoj radni cikus obavi u dva kruga kolenastog vratila.
• Oto motor i Dizel motor mogu biti izvedeni da rad
![Page 11: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/11.jpg)
Četiri takta su:1. TAKT – usisavanje vazduha ili smeše -od 1'do 12. TAKT – kompresija i paljenje- od 1 do 2
(kompresija i u tačci 2 paljenje)3. TAKT – sagorevanje i ekspanzija (radni takt) od
2 do 4 (od 2-3 sagorevanje, 3-4 ekspanzija)4. TAKT – izduvavanje od 4 do 1'(od 4-1 slobodno
iyduvavane, 1-1' izduvavanje klipom)
![Page 12: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/13.jpg)
• 1 - Početak kompresije Zapremina jednaka zapremini cilindra)
• 1-2Adijabatska kompresija• 2 - Paljenje smjese svećicom• 2-3 - Izgaranje po izohori
(zapremina jednaka zapremini kompresije)
• 3 - Kraj sagorevanja, početak ekspanzije
• 3-4 - Adijabatska ekspanzija• 4 - Kraj ekspanzije, početak
izduvavanja• 4-1 - Izohorni izduvavanje u
cilindru
![Page 14: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/14.jpg)
2. TEORETSKI CIKLUS RADA ČETVOROTAKTNOG DIZEL
MOTORA
![Page 15: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/15.jpg)
• 1.Takt - klip se kreće od GMT ka DMT i usisava vazduh u cilindar. Ovaj takt završava kada klip dođe u DMT.
Tačka 1 - teoretsko trenutno zatvaranje usisnog ventila
• 2.Takt - Klip se kreće ka GMT i kompresuje (smjesu goriva i zraka kod Oto motora ili sami zrak kod Dizel motora)
Tačka 2 - trenutno paljenje smese ili trenutno ubrizgavanje goriva
![Page 16: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/16.jpg)
• 3.Takt - Sagorevanje i ekspanzija, kod Oto motora, sagorevanje po izohori, a zatim ekspanzija, a kod Dizel motora je sagorevanje po izobari i traje jedan deo ekspanzije.
• Tačka 3 - predstavlja kraj sagorevanja i početak ekspanzije kod Oto, ili Kraj sagorevanja i početak samo ekspanzije kod Dizela.
• Tačka 4 - otvara(ju) se izduvni ventil(i)
![Page 17: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/17.jpg)
• 4.Takt - izduvavanje, od 4 do 1 je po izohori, nagli pad
pritiska na atmosferski, , a zatim od 1 do 1' klip se kreće od DMT ka GMT i gura gasove pred sobom i tako nastavlja izduvavanje.
• Tačka 1' - zatvara se izduvni ventil, a otvara usisni ventil
![Page 18: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/19.jpg)
Stvarni ciklusi rada SUS motora
• OTO motora• DIZEL motora
![Page 20: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/20.jpg)
Stvarni ciklus rada OTO motora
• Odstupanje od termodinamickog ciklusa• Kod stvarnog ciklusa se pojedine faze prepliću1-izmena radne materije2-sabijanje3-sagorevanje4-širenje
![Page 21: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/22.jpg)
• Stvarni radni ciklus dosta odstupa ne samo od termodinamičkog, već i od teorijskog ciklusa i kod njega nisu tako jasno odvojene pojedine faze i fizičko hemijski procesi jedan od drugog.
• Osnovne razlike, odnosno, odstupanja stvarnih ciklusa u odnosu na teorijske, nastaju iz sledećih razloga:
1. Dovođenje toplote je kontinualan proces sagorevanja, koji je kompleksni fizičko hemijski proces praćen gubicima i raznim nesavršenostima.
![Page 23: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/23.jpg)
2. Strujni gubici tokom odvijanja procesa punjenja i pražnjenja motora postoje i ne mogu se zanemariti.
3. Toplotni gubici na okolinu, putem odvođenja toplote sistemom hlađenja, su znatni tokom celog procesa, a posebno tokom sagorevanja.
4. Postoje i drugi energetski gubici, kao nezaptivenost radnog prostora, gubici toplote zračenjem, nepotpuno sagorevanje, nesavršena regulacija i dr.
![Page 24: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/24.jpg)
Stvarni Dizel ciklus
![Page 25: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/25.jpg)
• Kod četvorotaktnog dizel motora nakon otvaranja usisnog ventila (tačka1) u cilindar ulazi samo čist zrak.
• Kao i kod oto motora, nakon zatvaranja usinog ventila pri kretanju klipa ka SMT vrši se proces sabijanja uz razmjenu toplote izmeđuzraka i cilindra.
• Za razliku od oto motora u datom slučaju sabija se čist zrak.Ubrizgavanje goriva u cilindar počinje kada se klip nalazi blizu SMT (tačka 3).
![Page 26: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/26.jpg)
• U tomtrenutku temperatura sabijenog zraka mora biti viša od temperature, pri kojoj se ostvarujesamopaljenje ubrizganog goriva.
• U tomtrenutku temperatura sabijenog zraka mora biti viša od temperature, pri kojoj se ostvarujesamopaljenje ubrizganog goriva.
• U tomtrenutku temperatura sabijenog zraka mora biti viša od temperature, pri kojoj se ostvarujesamopaljenje ubrizganog goriva.
![Page 27: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/27.jpg)
• Da bi se poboljšalo mešanje goriva sa vazduhom, pored toga što pumpa visokog pritiska kroz brizgaljku ubrizgava gorivo u raspršenom stanju (u vidumagle),
• pod relativno visokim pritiskom, raznim konstruktivnim rješenjima se stvaraintenzivno vrtloženje zraka u cilindru motora (specijalno izveden klip itd.).
• Poslijeodređenog perioda, za vrijeme koga se ubrizgano gorivo priprema za početak
![Page 28: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/29.jpg)
TOPLOTNI BILANS MOTORA
![Page 30: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/32.jpg)
KRUZNI DIJAGRAM
• Dijagram koji pokazuje, šematski, trenutke otvaranja i zatvaranja ventila
• Raspored pojedinih taktova moze se dati i u yavisnosti od ugla kolenastog vratila
• šema razvoda je predstavljena krugom okretanja kolenstog vratila na kome su označeni trenuci otvaranja i zatvaranja ventila,
![Page 33: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/35.jpg)
• Na dijagramu se vidi da najduze traju taktovi usisavanja i izduvavanja
• Odredjeni period se i preklapaju• Izduvavanje 42° pre SMT a zavrsava se 10 ° pre
UMT i to ukupno traje 230 °• Otvaranje usisnog i izduvnog ventila se
poklapa za 22 ° i ovim se postize bolje ispiranje cilindra i potpunije punjenje
• Da bi se realizovalo 4 takta kolenasto vratilo se okrene za 720 ° (bregasto?)
![Page 36: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/36.jpg)
KARAKTERISTIKE MOTORA
Karakteristike motora se još nayivaju i performanse motora (ne performanse vozila) i to su:
1. Snaga motora ( P )2. Obrtni moment ( M )3. Specifična potrošnja goriva ( ge )
![Page 37: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/37.jpg)
1. Snaga motora
Snaga motora može se meriti:• U cilindru-indikatorska snaga Pi
• Na zamajcu- efektivna snaga Pe
Još je značajna i snaga koju imamo na točkovima Po
![Page 38: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/39.jpg)
2. Moment motora
Moment motora može se meriti:• U cilindru-indikatorski moment Mi• Na zamajcu- efektivni moment MePostoji i moment na točku Mo
![Page 40: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/40.jpg)
Dijagram efektivne snage i efektivnog momenta motora se naziva brzinska karakteristika motora
![Page 41: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/41.jpg)
![Page 42: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/43.jpg)
1 KS = 0,735 kWodnosno 1 kW = 1,35962 KS.
Jedna KS potrebna je da se telo teško 75 kg podigne 60 m za 1 minut
![Page 44: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/44.jpg)
3. Specifična potrošnja goriva
• Ekonomičnost rada motora (kada se uporedi sa snagom)
a) Časovna potrošnja goriva
b) Putna potrošnja goriva l/100km
![Page 45: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/45.jpg)
Zadatak:1.Dati su sledeći podaci:- Stepen kompresije je 7,2:1- Na slici su date dumenzije cilindra cilindra
- Izračunati radnu i kompresionu zapreminu
![Page 46: Teorijski ciklus rada](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061412/5870014e1a28ab427f8b4f03/html5/thumbnails/46.jpg)
2. Prečnik klipa je 39 mm, hod klipa je 36 mm, visina cilindra je 40mm. Naći stepen kompresije motora.