Ảnh hưởng của các tổn thất trong của các quá trình và tổn hao cơ giới tới hiệu suất có ích của chu trình động cơ đốt trong và tỉ số nén tối ưu

rong Nhiệt kĩ thuật đã được biết, trong cùng điều kiện môi trường và nhiệt độ- áp suất tối đa cho phép của chu trình, hiệu suất nhiệt của chu trình cấp nhiệt đẳng áp là lớn nhất. Tuy vậy, trong thực tế động cơ diesel lại sử dụng chu trình cấp nhiệt hỗn hợp. Đó là do các quá trình thực tế đều không thuận nghịch. Bài viết này nhằm minh họa cho điều đó và trình bày phương hướng nâng cao hiệu suất có ích của động cơ đốt trong.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của các tổn thất trong của các quá trình và tổn hao cơ giới tới hiệu suất có ích của chu trình động cơ đốt trong và tỉ số nén tối ưuCHÀO MỪNG NGÀY THÀNH LẬP TRƯỜNG 01/04/2015ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TỔN THẤT TRONG CỦA CÁC QUÁ TRÌNH VÀ TỔN HAO CƠ GIỚI TỚI HIỆU SUẤT CÓ ÍCH CỦA CHU TRÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG VÀ TỈ SỐ NÉN TỐI ƯU THE INFLUENCE OF THE INTERNAL WORK LOSS OF PROCESSES ANDMECHANICAL LOSS TO THE EFFECTIVE COEFFICIENTS OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYCLE AND OPTIMAL COMPRESSION RATIO TS. NGUYỄN MẠNH THƯỜNG Khoa Cơ khí, Trường ĐHHH Việt NamTóm tắt Trong Nhiệt kĩ thuật đã được biết, trong cùng điều kiện môi trường và nhiệt độ- áp suất tối đa cho phép của chu trình, hiệu suất nhiệt của chu trình cấp nhiệt đẳng áp là lớn nhất. Tuy vậy, trong thực tế động cơ diesel lại sử dụng chu trình cấp nhiệt hỗn hợp. Đó là do các quá trình thực tế đều không thuận nghịch. Bài viết này nhằm minh họa cho điều đó và trình bày phương hướng nâng cao hiệu suất có ích của động cơ đốt trong.Abstract It’s been known in the Thermaldynamic, that in the same environmental conditions and maximum temperature- pressure of the cycle, the thermal efficiency of the constant- pressure heat-addition cycle is the greatest. However, in fact all diesel engines use the dual heat-addition cycle. This is because actual processes are not reversible. This article aims to illustrate that and presents useful directions to improve the performance of internal combustion engines.1. Đặt vấn đề Như đã biết, phân tích chu trình lý thuyết của động cơ đốt trong chỉ ra rằng, để tăng hiệu suấtnhiệt thì phải tăng tỉ số nén. Tỉ số nén càng tăng thì hiệu suất nhiệt càng tăng, tỉ số nén chỉ bị giớihạn bởi điều kiện kĩ thuật và công nghệ. So sánh các chu trình lý thuyết trong trường hợp cùngđiều kiện môi trường và nhiệt độ - áp suất lớn nhất của chu trình cũng cho thấy rằng, chu trình cấpnhiệt đẳng áp sẽ có hiệu suất lớn nhất. Tuy vậy, các động cơ diesel chỉ sử dụng biện pháp cấpnhiệt hỗn hợp. Ngoài những lý do thực tế về kĩ thuật và công nghệ khác nhau được phân tích kĩhơn trong môn học chuyên ngành về động cơ, ở góc độ lý thuyết Nhiệt cơ sở thì tỉ số nén bị hạnchế bởi ảnh hưởng của tính bất thuận nghịch của các quá trình thực tế. Bài viết này sẽ minh hoạcho điều đó và cho thấy giới hạn của tỉ số nén trong điều kiện cụ thể.2. Nội dung Các quá trình nén và dãn nở thực tế kèm theo các tổn thất không thuận nghịch, chúng đượcxét tới thông qua hiệu suất trong tương đối ηoi của các quá trình diễn ra trong máy móc. Khi dãn nở (trong tua bin, động cơ đốt trong...), hiệu suất trong tương đối được định nghĩa: oidn  ldn / ldn , (1)còn khi nén (trong máy nén, động cơ...) oin  ln / ln , (2)từ đó ta có: ldn  oidnldn ln  ln /oin (trong các công thức trên, kí hiệu: oidn , oin là hiệu vàsuất trong tương đối của quá trình dãn nở và nén; ldn , ln là công dãn nở và nén thực tế, ldn , lnlà công dãn nở và nén của quá trình thuận nghịch). Các tổn thất năng lượng dạng công làm giảm công dãn nở và tăng công nén thực tế. Kết quảlà làm công thực tế (công chỉ thị) của chu trình bị giảm: li  ldn  ln  oidnldn  ln /oin . (3) Từ (3) ta có biểu thức tính hiệu suất trong tuyệt đối của chu trình (hay hiệu suất chỉ thị) oidnldn  ln / oin i  . (4) q1Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 42 – 04/2015 28 CHÀO MỪNG NGÀY THÀNH LẬP TRƯỜNG 01/04/2015 Biến đổi (4): oidnldn  ln /oin l l 1   ldn  ln ln  1    dn  n oidn      1oidn , q1  q1 q1 oidnoin   q1 q1  oidnoin và cuối cùng, thu được  ln  1  i  t    1oidn , (5)  q1  oidnoin  ldn  ln trong đó t  - hiệu suất nhiệt của chu trình (hiệu suất của chu trình thuận q1nghịch). Hiệu suất có ích của chu trình thực sẽ là [2, 3]:  ln  1  ...