От SerB
К Х-55
Дата 17.01.2002 10:37:19
Рубрики WWI; Флот;

Опять мимо.(+)

Лекция.

Рабочий цикл ДВС, включая дизеля: Впуск-сжатие-расширение (рабочая фаза)-выпуск. У двухтактных движков эти процессы просто распределяются не на два оборота коленвала, а на один.

У паровой машины сжатие отсутствует как класс(пар уже под давлением), а впуск пара совмещен с расширением.

Т.е. это ПРИНЦИПИАЛЬНО разные процессы.

Физика, 6 класс
От Х-55
К SerB (17.01.2002 10:37:19)
Дата 17.01.2002 11:04:23

Спасибо за напоминание - это известно

Приветствую!

>Рабочий цикл ДВС, включая дизеля: Впуск-сжатие-расширение (рабочая фаза)-выпуск.
>У двухтактных движков эти процессы просто распределяются не на два оборота коленвала, а на один.
>У паровой машины сжатие отсутствует как класс(пар уже под давлением), а впуск пара совмещен с расширением. Т.е. это ПРИНЦИПИАЛЬНО разные процессы.
Спасибо за напоминание, дяденька, мне это типа известно.
НО! Это отличие (фаза сжатия) имеет место и в ДВС, и в ГТД (по сравнению с поршневой паровой машиной и паровой турбиной соответственно).
И почему же всеж таки у паровых машин – у турбин КПД выше, а у ДВС/ГТД – у ДВС выше?

С уважением, Х-55.
От AMX
К Х-55 (17.01.2002 11:04:23)
Дата 17.01.2002 11:34:30

Вы все напутали(+)

>>Рабочий цикл ДВС, включая дизеля: Впуск-сжатие-расширение (рабочая фаза)-выпуск.
>>У двухтактных движков эти процессы просто распределяются не на два оборота коленвала, а на один.
>>У паровой машины сжатие отсутствует как класс(пар уже под давлением), а впуск пара совмещен с расширением. Т.е. это ПРИНЦИПИАЛЬНО разные процессы.
>Спасибо за напоминание, дяденька, мне это типа известно.
>НО! Это отличие (фаза сжатия) имеет место и в ДВС, и в ГТД (по сравнению с поршневой паровой машиной и паровой турбиной соответственно).
>И почему же всеж таки у паровых машин – у турбин КПД выше, а у ДВС/ГТД – у ДВС выше?

Про паровые двигатели ничего не знаю. Но рабочие циклы к КПД не имеют никакого отношения. К циклам имеет отношение удельная мощность, которая по возрастанию распределяется так:
4-х тактные ДВС(все такты выполняются последовательно)
2-х тактные ДВС(такты сдвоенные)
Роторные поршневые двигатели
ГТД все циклы совмещены во времени.

ГТД позволяет получить наибольшую удельную мощность, но требуют значительной редукции скорости выходного вала. Вот и одна из главных ахилесовых пят и причина низкого КПД.
От Х-55
К AMX (17.01.2002 11:34:30)
Дата 17.01.2002 12:15:02

Цикл влияет и на КПД тоже

Приветствую!

>>>Рабочий цикл ДВС, включая дизеля: Впуск-сжатие-расширение (рабочая фаза)-выпуск.
>>>У двухтактных движков эти процессы просто распределяются не на два оборота коленвала, а на один.
>>>У паровой машины сжатие отсутствует как класс(пар уже под давлением), а впуск пара совмещен с расширением. Т.е. это ПРИНЦИПИАЛЬНО разные процессы.
>>Спасибо за напоминание, дяденька, мне это типа известно.
>>НО! Это отличие (фаза сжатия) имеет место и в ДВС, и в ГТД (по сравнению с поршневой паровой машиной и паровой турбиной соответственно).
>>И почему же всеж таки у паровых машин – у турбин КПД выше, а у ДВС/ГТД – у ДВС выше?

>Про паровые двигатели ничего не знаю. Но рабочие циклы к КПД не имеют никакого отношения.
>К циклам имеет отношение удельная мощность, которая по возрастанию распределяется так:
>4-х тактные ДВС(все такты выполняются последовательно)
>2-х тактные ДВС(такты сдвоенные)
>Роторные поршневые двигатели
Извините, но вы неправы. Цикл влияет и на КПД тоже. ПОДУМАЙТЕ, почему у дизеля КПД выше, чем у ОБЫЧНОГО ДВС.

>ГТД все циклы совмещены во времени.

>ГТД позволяет получить наибольшую удельную мощность, но требуют значительной редукции скорости выходного вала.
>Вот и одна из главных ахилесовых пят и причина низкого КПД.
Верно, но не единственная. Даже без редукторов КПД все равно ниже у ГТД.

С уважением, Х-55.
От ik
К AMX (17.01.2002 11:34:30)
Дата 17.01.2002 12:11:32

Re: Вы все...

>
>Про паровые двигатели ничего не знаю. Но рабочие циклы к КПД не имеют никакого отношения.

Неожиданное утверждение. Помнится КПД двигателя равен произведению темодинамического КПД цикла на КПД отдельных элементов двигателя. И еще надо вычесть собственные нужды.

Возвращаясь к исходному вопросу про переход от паровых машин на паровые турбины.

КПД ПТУ это произведение КПД цикла на КПД котла на КПД турбины на КПД редуктора (если есть) на КПД винта минус собственные нужды. У паровой машины аналогично. В сравнении с паровой машиной у турбины собстенный КПД выше (у хорошей турбины до 0.97) КПД цикла выше (выше параметры пара). Но появляется редуктор. Кроме того, КПД турбины существенно зависит от частоты вращения и при отклонении от расчетной сильно падает. Отсюда появление на кораблях отдельной турбины для полного хода и отдельной для крейсерского. Реверса у турбины нет, поэтому появляется еще и турбина заднего хода.


Наилучшие пожелания
От AMX
К ik (17.01.2002 12:11:32)
Дата 17.01.2002 12:20:53

Re: Вы все...


>>
>>Про паровые двигатели ничего не знаю. Но рабочие циклы к КПД не имеют никакого отношения.
>
>Неожиданное утверждение. Помнится КПД двигателя равен произведению темодинамического КПД цикла на КПД отдельных элементов двигателя. И еще надо вычесть собственные нужды.

Под словом "циклы" имелись в виду, обсуждаемые рабочие такты двигателей.
От NV
К AMX (17.01.2002 11:34:30)
Дата 17.01.2002 12:11:02

Это смотря что циклом называть


>>>Рабочий цикл ДВС, включая дизеля: Впуск-сжатие-расширение (рабочая фаза)-выпуск.
>>>У двухтактных движков эти процессы просто распределяются не на два оборота коленвала, а на один.
>>>У паровой машины сжатие отсутствует как класс(пар уже под давлением), а впуск пара совмещен с расширением. Т.е. это ПРИНЦИПИАЛЬНО разные процессы.
>>Спасибо за напоминание, дяденька, мне это типа известно.
>>НО! Это отличие (фаза сжатия) имеет место и в ДВС, и в ГТД (по сравнению с поршневой паровой машиной и паровой турбиной соответственно).
>>И почему же всеж таки у паровых машин – у турбин КПД выше, а у ДВС/ГТД – у ДВС выше?
>
>Про паровые двигатели ничего не знаю. Но рабочие циклы к КПД не имеют никакого отношения.

в принципе все тепловые машины - циклические. В смысле изменения состояния рабочего тела (естественно это модель). Как ни посмотри на разных диаграммах, хоть энтропия по температуре, хоть давление по температуре, да в общем хоть как. И конечно КПД еще как определяется видом этой самой диаграммы. Это конечно если смотреть строгое (а по другому и не стоит)определение цикла - не просто какие такты происходят в двигателе, но и при каких условиях.

К циклам имеет отношение удельная мощность, которая по возрастанию распределяется так:
>4-х тактные ДВС(все такты выполняются последовательно)
>2-х тактные ДВС(такты сдвоенные)
>Роторные поршневые двигатели

>ГТД все циклы совмещены во времени.

зато разнесены в пространстве :) и таким образом требуют отдельных устройств, а не протекают в одной цилиндро-поршневой группе.

>ГТД позволяет получить наибольшую удельную мощность, но требуют значительной редукции скорости выходного вала. Вот и одна из главных ахилесовых пят и причина низкого КПД.

Ну КПД приличного планетарного редуктора отнюдь не маленький и в высокооборотных редукторах (а только такие и используются в паровых и газовых турбинах) достигает 97 процентов. А вот основная прелесть ГТД и паровой турбины - "непрерывность" их работы. Никаких тебе поршневых голец, клапанов - золотников, кривошипно-шатунных механизмов и прочих коромысел Уатта :) Чем выше обороты - тем выше удельная мощность. А высокооборотные ДВС - это, блин, авиационные, во всей красе, с ресурсом 100 часов. Или Формула-1 с ресурсом 1 гонка. И все равно где им до турбин с их 10000 оборотами и более...

Виталий
От NV
К Х-55 (17.01.2002 11:04:23)
Дата 17.01.2002 11:21:19

Определенная разница есть


>Приветствую!

>>Рабочий цикл ДВС, включая дизеля: Впуск-сжатие-расширение (рабочая фаза)-выпуск.
>>У двухтактных движков эти процессы просто распределяются не на два оборота коленвала, а на один.
>>У паровой машины сжатие отсутствует как класс(пар уже под давлением), а впуск пара совмещен с расширением. Т.е. это ПРИНЦИПИАЛЬНО разные процессы.
>Спасибо за напоминание, дяденька, мне это типа известно.
>НО! Это отличие (фаза сжатия) имеет место и в ДВС, и в ГТД (по сравнению с поршневой паровой машиной и паровой турбиной соответственно).
>И почему же всеж таки у паровых машин – у турбин КПД выше, а у ДВС/ГТД – у ДВС выше?

где уж паровым поршневым машинам использовать пар с такими параметрами, как у турбин (температура и давление существено выше). Турбина паровая - в ней цикл термодинамический другой (расширение можно с достаточной степенью считать изоэнтропическим, прямо как в дизеле), нет проблем с уплотнением поршня. Потери меньше из-за гораздо более высокой удельной мощности.

С ДВС и ГТД дело такое - цикл у традиционных ДВС - либо Отто либо Дизеля - с точки зрения КПД лучше, чем цикл Брайтона у ГТД. Для того, чтобы поднять КПД ГТД (с точки зрения цикла) надо ставить дополнительные камеры сгорания (подводить тепло) после отдельных ступеней турбины, что крайне усложняет установку (там ведь и воздух подводить надо). И поэтому используется только иногда на стационарных ГТД. Я лично знаю такие примеры только на электростанциях.

А вот важнейшее преимущество паровой турбины перед газовой - это то что молекулярный вес рабочего тела 18 (вода) а не 29 (воздух). Ну а очевидноый недостаток - требование наличия конденсатора (невозможно черпать рабочее тело из окружающей среды, как в ГТД). Вот и не родились из-за этого паротурбинные самолеты :-)

Виталий
От Х-55
К NV (17.01.2002 11:21:19)
Дата 17.01.2002 12:11:03

А вот про Брайтона – поподробнее нельзя ли?

Приветствую!

>>>Рабочий цикл ДВС, включая дизеля: Впуск-сжатие-расширение (рабочая фаза)-выпуск.
>>>У двухтактных движков эти процессы просто распределяются не на два оборота коленвала, а на один.
>>>У паровой машины сжатие отсутствует как класс(пар уже под давлением), а впуск пара совмещен с расширением. Т.е. это ПРИНЦИПИАЛЬНО разные процессы.
>>Спасибо за напоминание, дяденька, мне это типа известно.
>>НО! Это отличие (фаза сжатия) имеет место и в ДВС, и в ГТД (по сравнению с поршневой паровой машиной и паровой турбиной соответственно).
>>И почему же всеж таки у паровых машин – у турбин КПД выше, а у ДВС/ГТД – у ДВС выше?

>где уж паровым поршневым машинам использовать пар с такими параметрами, как у турбин (температура и давление существено выше).
Тут понятно.

>Турбина паровая - в ней цикл термодинамический другой (расширение можно с достаточной степенью считать изоэнтропическим, прямо как в дизеле),
Извините за глупый вопрос – что есть изоэнтропическое расширение? Расширение с постоянной энтропией – т. е. адиабатическое – вроде оно?
Изотермическое знаю, адиабатическое тоже.

>нет проблем с уплотнением поршня.
Тут понятно.
>Потери меньше из-за гораздо более высокой удельной мощности.
Тут понятно.

>С ДВС и ГТД дело такое - цикл у традиционных ДВС - либо Отто либо Дизеля - с точки зрения КПД лучше, чем цикл Брайтона у ГТД.
>Для того, чтобы поднять КПД ГТД (с точки зрения цикла) надо ставить дополнительные камеры сгорания (подводить тепло) после отдельных ступеней турбины,
>что крайне усложняет установку (там ведь и воздух подводить надо).
А вот тут – поподробнее нельзя ли? Если нам надо адиабатическое – то зачем непрерывно тепло подводить?

>И поэтому используется только иногда на стационарных ГТД. Я лично знаю такие примеры только на электростанциях.


>А вот важнейшее преимущество паровой турбины перед газовой - это то что молекулярный вес рабочего тела 18 (вода) а не 29 (воздух).
>Ну а очевидноый недостаток - требование наличия конденсатора (невозможно черпать рабочее тело из окружающей среды, как в ГТД).
>Вот и не родились из-за этого паротурбинные самолеты :-)
Тут понятно.

С уважением, Х-55.
От NV
К Х-55 (17.01.2002 12:11:03)
Дата 17.01.2002 12:23:31

Можно конечно


>Приветствую!

>>>>Рабочий цикл ДВС, включая дизеля: Впуск-сжатие-расширение (рабочая фаза)-выпуск.
>>>>У двухтактных движков эти процессы просто распределяются не на два оборота коленвала, а на один.
>>>>У паровой машины сжатие отсутствует как класс(пар уже под давлением), а впуск пара совмещен с расширением. Т.е. это ПРИНЦИПИАЛЬНО разные процессы.
>>>Спасибо за напоминание, дяденька, мне это типа известно.
>>>НО! Это отличие (фаза сжатия) имеет место и в ДВС, и в ГТД (по сравнению с поршневой паровой машиной и паровой турбиной соответственно).
>>>И почему же всеж таки у паровых машин – у турбин КПД выше, а у ДВС/ГТД – у ДВС выше?
>
>>где уж паровым поршневым машинам использовать пар с такими параметрами, как у турбин (температура и давление существено выше).
>Тут понятно.

>>Турбина паровая - в ней цикл термодинамический другой (расширение можно с достаточной степенью считать изоэнтропическим, прямо как в дизеле),
>Извините за глупый вопрос – что есть изоэнтропическое расширение? Расширение с постоянной энтропией – т. е. адиабатическое – вроде оно?
>Изотермическое знаю, адиабатическое тоже.

оно и есть, энтропию можно при адиабатиеском расширении-сжатии с достаточной точностью считать постоянной. Я просто по инерции авиационной терминологией воспользовался.

>>нет проблем с уплотнением поршня.
>Тут понятно.
>>Потери меньше из-за гораздо более высокой удельной мощности.
>Тут понятно.

>>С ДВС и ГТД дело такое - цикл у традиционных ДВС - либо Отто либо Дизеля - с точки зрения КПД лучше, чем цикл Брайтона у ГТД.
>>Для того, чтобы поднять КПД ГТД (с точки зрения цикла) надо ставить дополнительные камеры сгорания (подводить тепло) после отдельных ступеней турбины,
>>что крайне усложняет установку (там ведь и воздух подводить надо).
>А вот тут – поподробнее нельзя ли? Если нам надо адиабатическое – то зачем непрерывно тепло подводить?

Тут диаграмму рисовать надо, но если кратко - то для того, чтобы в цикле расширения давление не падало слишком быстро (верхняя полочка была попрямее) и вводят промежуточные подогревы, тогда эта полочка конечно становится похоже скорее на зубчатую пилу :), но КПД суммарный растет. И дополнительно - также с той же целью можно охлаждать воздух после отдельных ступеней (и именно в этом на самом деле великий смысл интеркулеров в ДВС с турбокомпрессорами на разных спортивных машинах !) но технически на ГТД трудно промежуточное охлаждение осуществить.

Виталий