Consideratii generale

251.3.3 Ciclul teoretic mixt de functionare a motoarelor navale. Ciclul teoretic mixt cu aport de cldur la volum constant. Ciclul teoretic mixt cu aport de cldur la presiune constant.

Comparatie ntre cicluri 1.3.3.1. Ciclul teoretic mixt

(Seilinger) Se caracterizeaz prin introducere de cldur att la volum, ct si la presiune constante si evacuare la de cldur doar la volum constant (fig. 1). Asadar:

abpv VVQQQ === ;0; 222 . (1) Utilizm relatia de legtur dintre parametrii adimensionali ce caracterizeaz functionarea motorului:

kk

y

zk

b

z

c

ak

p VV

VV

VV =

=

=

=

, (2) deci:

kp= , (3)

care, introdus n expresia randamentului ciclului teoretic generalizat, conduce la:

( )11111 1 +

= ppk

pktm k

, (4)

adic ( )kf ptp ,,, = , deci randamentul depinde de parametrii functionali ( ) si de natura fluidului motor (prin ).

,, pk

1.3.3.2. Ciclul teoretic mixt cu aport de cldur la volum constant (Otto)

Este un caz particular al ciclului mixt de functionare, obtinut prin introducerea cldurii la volum constant, ciclul fiind specific MAS (fig. 2). n acest caz:

===== ;;1;0; 111 ppv QQQ . (5) Prin aceste particularizri, randamentul termic devine:

111 = ktv , (6)

deci ( )kftp ,= , depinznd doar de raportul de comprimare si de natura fluidului motor (fig. 3). 1.3.3.3. Ciclul teoretic mixt cu aport

de cldur la presiune constant (Diesel)

Acesta este un alt caz particular al ciclului mixt de functionare, caracterizat prin aport de cldur la presiune constant (fig. 4), n care particularizrile specifice sunt:

kPvp QQQ ==== ;1;0; 111 , (7)

care, introdus n (4), d urmtoarea expresie a randamentului termic:

( )1111 1

= k

k

ktp . (8) Fractia a doua din relatia (8) prezint particularitatea c numrtorul creste mult mai repede dect numitorul, deoarece:

1,1 >== kVVy

z . (9)

P 1 P 2 P 3P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 P 9 P 10 P 11 P 12 P 13 P 14 P 15 P 16 P 17 P 18 P 19 P 20 P 21 P 22 P 23

Procese, caracteristici i supraalimentarea motoarelor cu ardere intern navale

26

Dar este dependent de , care la

rndul ei, este dependent de sarcina motorului, deci scade cu cresterea sarcinii.

1Q

tp

1.3.3.4. Comparatie ntre cicluri Se compar cele trei cicluri

prezentate anterior (mixt, Otto si

Diesel), din mai multe puncte de vedere: un prim criteriu de comparatie presupune c raportul de comprimare si energia introdus pentru fiecare ciclu sunt identice (fig. 5):

==

constQconst

1. (10)

Pentru cele trei cicluri, cantitatea de cldur este reprezentat de ariile egale:

1Q

ppvvmm bzcabzcabzyca AAAQ ===1 , (11)

n schimb cantittile de cldur evacuate vor fi: 2Q

===

pp

mm

vv

bbaap

bbaam

bbaav

AQAQAQ

2

2

2

, (12)

Fig. 1

P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 P 9 P 10 P 11 P 12 P 13 P 14 P 15 P 16 P 17 P 18 P 19 P 20 P 21 P 22 P 23 P 24 P 25 P 26 P 27 P 28 P 29 P 30 P 31 P 32 P 33 P 34 P 35 P 36 P 37 P 38 P 39 P 40 P 41 P 42

Fig. 4

Fig. 2

Fig. 3

27Consideratii generale ntre care exist inegalitatea evident:

pmv QQQ 222 > . (14) un al doilea criteriu presupune c presiunea maxim pe fiecare din cicluri este aceeasi si lucrul mecanic dezvoltat pe fiecare dintre ele este identic (figura 6):

==

.

.constLconstp

c

z . (15)

n acest caz, rapoartele de comprimare vor fi n relatia evident:

vmp >> , (16) deci randamentele se succed n ordinea:

tvtmtp >> . (17) n sprijinul valabilittii relatiei (17) vine si urmtoarea inegalitate:

vmp >> . (18) Relatia (18) nu este definitorie pentru valoarea lui t . n realitate, depinde de un raport de destindere

mediu, a crui valoare se situeaz ntre valoarea raportului de comprimare si valoarea raportului

real de destindere . S-a notat cu raportul presiunilor extreme pe ciclu:

t

pr

a

yp p

pppr ==

min

max . (19)

Deoarece este functie de , o crestere a acestui raport va conduce la cresterea randamentului termic (fig. 7).

pr

n figura 8 este redat variatia randamentului termic pentru ciclul Diesel ( 1= p ) si ciclul mixt ( 5.1= p si 2= p ), n functie de raportul de destindere , pentru aceeasi presiune maxim realizat pe fiecare din cicluri, putndu-se constata eficienta ciclului Diesel.

Procese, caracteristici i supraalimentarea motoarelor cu ardere intern navale

28

Fig. 5

Fig. 6

P 1 P 2 P 3P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 P 9 P 10 P 11 P 12 P 13 P 14 P 15 P 16 P 17 P 18 P 19 P 20 P 21 P 22 P 23

P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 P 9 P 10 P 11 P 12 P 13 P 14 P 15 P 16 P 17 P 18 P 19 P 20 P 21 P 22 P 23 P 24 P 25 P 26 P 27 P 28 P 29 P 30 P 31 P 32 P 33 P 34 P 35 P 36 P 37 P 38 P 39 P 40 P 41 P 42

1.3.3 Ciclul teoretic mixt de functionare a motoarelor navale. Ciclul teoretic mixt cu aport de cldur la volum constant. Ciclul teoretic mixt cu aport de cldur la presiune constant. Comparatie ntre cicluri 1.3.3.1. Ciclul teoretic mixt (Seilinger) 1.3.3.2. Ciclul teoretic mixt cu aport de cldur la volum constant (Otto) 1.3.3.3. Ciclul teoretic mixt cu aport de cldur la presiune constant (Diesel) 1.3.3.4. Comparatie ntre cicluri