Основы тепловых двигателей внутреннего сгорания. Издание II - страница 3

Таким образом, теория термического теплового процесса для тепловых двигателей внутреннего сгорания на практике сразу совершила гигантский скачек для транспортных большегрузных двигателей и даже породила новую форму для легкового – впрыск топлива вместо процесса карбюрации. Эволюция данной области естествознания уже почти сразу определила и современные уровни и требования, а также качество техники и технический прогресс. Это было плодом определенных конкретных исследователей и ученых и их творческим вкладом в науку.

В 1957 г Ф. Ванклем (Япония) был создан работоспособный роторно-поршневой двигатель, который впервые появился на серйных моделях «НСУ-Спайдер». Однако при этом известно также, что в СССР в это же время проводились аналогичные работы под руководством академика Стечкина Б. С. в основном для аэросаней и другой спецтехники.

При проектировании тепловых двигателей, а так же в некоторых других случаях используются несколько фундаментальных научных дисциплин. Наряду непосредственно с машиноведением, то есть проектировочными тяговыми и прочностными расчетами и некоторыми другими, – базовыми являются в первую очередь теплотехника и термодинамика. Они определяют сущность рабочих процессов, происходящих c газами и их законы. Более того, они являются интегрированными научными и учебными дисциплинами, обосновывающими достижения других в данной области (математики, физики, химии…),то есть применительно непосредственно к устройствам, способным совершать работу (двигателям).Изучение данной дисциплины позволит получить необходимые первоначальные знания и сведения в области тепловых двигателей, которые могут потребоваться в дальнейшем для разных целей и на практике.

Газы, которые встречаются повсеместно являются инертными, но рассматриваются как рабочие тела с помощью которых происходит превращение теплоты в механическую работу и они подчиняются основным законом теплотехники. Идеальным называют вооброжаемый газ, в котором молекулы рассматриваются как материальные точки (обладающие массой, но не имеющие обьема), между которыми отсутствуют силы взаимодействия. Основными параметрами рабочего тела являются: давление (p),температура (Т),удельный обьем (отношение обьема газа к его плотности – v).

где dq – теплота [Дж],

dT – приращение температуры, [K].

Она показывает, какое количество теплоты необходимо подвести к единице количества вещества для нагревания его на 1К..Различают теплоемкость: массовую [Дж/кгК],киломольную [Дж/кмольК],обьемную [Дж/м3К].Общая формулировка несколько иная:

С = dU/dT + p*dV/dT,

изменение которой в элементарном процессе равно отношению количества теплоты dq, участвующей в этом процессе к постоянной температуре Т.

Количество теплоты же тогда можно определить следующим образом:

Кроме указанных термодинамических параметров важную роль играет уравнение состояния:

P*V = R*T,

где R – газовая постоянная, а для 1 Кмоля газа это уравнение имеет вид:

P*Vm = Ro*T,

где Ro=8,31*1000 [Дж/КмольК] – универсальная газовая постоянная, одинаковая для любого газа,