В цилиндре двигателя автомобиля при сгорании топлива образуются газы температура которых 1000к

Обновлено: 19.05.2024

В цилиндрах двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия при такте сжатия сжимается чистый воздух. Вблизи от ВМТ в цилиндр двигателя впрыскивается распыленное топливо, которое в среде горячего воздуха самовоспламеняется и сгорает. Процесс подвода теплоты к рабочему телу принимается в этом случае изобарным. [19]

В цилиндре двигателя внутреннего сгорания горючая смесь сжимается до давления 16 бар. [20]

В цилиндрах двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия при такте сжатия сжимается чистый воздух. [24]

В цилиндрах двигателей внутреннего сгорания при прямом взаимодействии кислорода и азота образуется оксид азота ( II), который выделяется автомобилем в выхлопных газах в количестве 1 5 г на 1 км пробега. [25]

В цилиндре двигателя внутреннего сгорания находится воздух при температуре 500 С. [26]

В цилиндре двигателя внутреннего сгорания бензино-воздушная смесь вначале сжимается и при некотором верхнем положении поршня воспламеняется. При нормальной работе мотора смесь выгорает по направлению от зажигающей ее искры с измеримой скоростью - примерно 20 - 25 л1 / сек. Возникающее при этом повышение давления превращается в механическую работу мотора. При стуке двигателя смесь сгорает со скоростью, приблизительно в сто раз большей, и поэтому выгорает преждевременно. Поэтому в цилиндре на короткий промежуток времени возникает чрезмерно высокое давление. Слышится известный резкий стук, мотор выходит из режима и мощность его снижается. [27]

В цилиндре двигателя внутреннего сгорания при сильном сжатии и высокой температуре наряду со спокойным горением углеводородов может происходить внезапное, очень быстро охватывающее всю смесь, разложение молекул. Это явление называют детонацией моторного топлива. Внешним проявлением детонации является стук мотора. [28]

В цилиндрах двигателей внутреннего сгорания взрывной характер горения называют тоже детонацией. В этом случае пламя от запала свечи распространяется со скоростью до 1500 м / с вместо 5 - 10 м / с при нормальном режиме горения. [29]

Подачу в цилиндры двигателя внутреннего сгорания воздуха или смеси воздуха и паров топлива под давлением, превышающим давление окружающей среды, принято называть наддувом. [30]

Помогите решить : Температура газов, образующихся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя автомобиля, 800 °С ; температура выхлопных газов 80 °С.

Расход топлива на 100 км при скорости 90 км / ч равен 10( - ²) м³ ; теплота сгорания топлива 3, 2 * 10 ^ 10 Дж / м ^ 3.

Какую мощность мог бы развить двигатель, если бы представлял собой идеальную тепловую машину, работающую с максимально возможным коэффициентом полезного действия?

Решил на бумаге, нужно написать какого - нибудь бреда на 20 символов

Крокодилы ходят лёжа.

Можно ли внутреннюю энергию топлива целиком превратить в механическую?

Почему температура газа в двигателе внутреннего сгорания во время такта "рабочий ход" повышается?

Почему при сгорании горючей смеси давление в цилиндре двигателя внутреннего сгорания намного повышается?

Ребята, помогите с задачей?

Ребята, помогите с задачей!

Также и решение!

Автомобильный двигатель при скорости 72 км / ч расходует 8 кг дизельного топлива на каждые 100 км пути.

Определите полезную мощность двигателя, если КПД двигателя равен 40 %.

Удельная теплота сгорания топлива - 44 * 10 ^ 6 Дж / кг.

ВВ цилиндре двигателя внутреннего сгорания при работе образуются газы, температура которых t1 = 500С?

ВВ цилиндре двигателя внутреннего сгорания при работе образуются газы, температура которых t1 = 500С.

Температура отработанного газа t2 = 30С.

Двигатель расходует в час m = 36кг топлива, удельная теплота сгорания которого q = 43 МДЖ / кг.

Какую максимальную полезную мощность может развить этот двигатель ?

Ведите свой вопрос сюда.

Пожалуйста, помогите мне решить ?

Пожалуйста, помогите мне решить !

1. Температура нагревания идеальной тепловой машины 250 градусов Цельсия, а холодильника - 0 градусов Цельсия.

За некоторое время газ отдал холодильнику 100 кДж теплоты.

Какое количество теплоты газ получил от нагревателя ?

2. Двигатель трактора мощностью 100 кВт расходует в час 20 кг топлива , удельная теплота сгорания которого 4, 2 * 10 Дж / кг.

Вычислите КПД двигателя .

1)Чему равен мксимально возможный КПД теплового двигателя?

2)При сгорании топлива в тепловом двигателе выделилось 200кДж, а холодильнику передано кол - во теплоты 200кДж.

Какова КПД теплового двигателя?

Каков КПД теплового двигателя , если для совершения полезной работы 50 кДж при сгорание топлива должно выделиться количество теплоты 200 кДж?

Каков КПД теплового двигателя , если для совершения полезной работы 50 кДж при сгорание топлива должно выделиться количество теплоты 200 кДж.

1)Когда КПД теплового двигателя будет больше : при увеличении на один градус температуры нагревателя, или при таком же уменьшении температуры холодильнику?

1)Когда КПД теплового двигателя будет больше : при увеличении на один градус температуры нагревателя, или при таком же уменьшении температуры холодильнику?

2)При сгорании топлива в тепловом двигателе выделилось количество теплоты 300 кДж, а холодильнику передано количество теплоты 210 кДж.

Каков КПД теплового двигателя?

3)Каков КПД идеальной тепловой машины, если температура нагревателя 387 градусов С, температура холодильника 27 градусов С.

Коэффицент полезного действия теплового двигателя 25%?

Коэффицент полезного действия теплового двигателя 25%.

Какую часть совершëнная двигателем работа составляет от количества теплоты, выделившегося при полном сгорании топлива.

В идеальном тепловом двигателе ¾ количества теплоты, полученной газом от нагревателя, передаётся холодильнику?

В идеальном тепловом двигателе ¾ количества теплоты, полученной газом от нагревателя, передаётся холодильнику.

Коэффициент полезного действия двигателя равен.

В идеальном тепловом двигателе ¾ количества теплоты, полученной газом от нагревателя, передаётся холодильнику?

Коэффициент полезного действия двигателя равен.

S = 0. 5 мм² L = 4 м U = 9. 6 B I = 2 A po = ? = = = R = U / I R = po * L / S po = U * S / (I * L) = 9. 6 * 0. 5 / (2 * 4) = 0. 6 Ом * мм² / м = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =.

Дано : с = 4200 Дж / кг°Сm = 5кгΔt = 8°СРешение : Q = m * c * ΔtQ = 5 кг * 4200 Дж / кг°С * 8°С = 168 000 Дж = 168 кДжОтвет : Q = 168 кДж(это 1. 25) дано V = 60 м3 p = 1, 29 кг / м3 c = 1000 Дж / кг * С Q - ? Q = c * m * (t2 - t1) = c * p * V * (t2..

1. Какие треугольники называются равными? 2. Что такое теорема и доказательство теоремы? 3. Объясните какой отрезок называется перпендикуляром, проведённом из данной точки к данной прямой. 4. Сформулируйте и докажите теорему о перпендикуляре, пров..

Увеличиться в 2 раза, так как в формуле линейной скорости вращения(U = wR) линейная зависимость.

R = 500 Ом t = 10 c U = 220 B Q = ? = = = Q = U² * t / R = 220² * 10 / 500 = 968 Дж = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =.

5 л = 0, 005 куб м m = 0, 005 * 890 = 4, 45 кг Q = 4, 45 * 392000000 = 1744400000 Дж = 1744, 4 Мдж.

R = R1 + R2 = 2 + 3 = 5 Ом I = U / R = 6 / 5 = 1, 2В U1 = I * R1 = 1, 2 * 2 = 2, 4В U2 = I * R2 = 1, 2 * 3 = 3, 6В.

80 / x + 70 / x ＝2 150 / x＝2 x＝75 Расстояние между пунктами а и б равно 75км.

Б) инерция потому что мензурка прибор для измерения также как и метр а ветер это природное явление.

КПД двигателя внутреннего сгорания означает значение соотношение двух величин: мощность, подающаяся в процессе функционирования мотора на коленчатый вал к мощности, которая получается поршнем посредством давления газов, образовавшихся при воспламенении топлива. Проще говоря, это преобразование тепловой или термической энергии, которая образуется при сгорании топливной смеси (бензин и воздух) в механическую.
На эффективность КПД двигателя влияют совокупность различных механических потерь, возникающих на разных стадиях функционирования, а также движение отдельных деталей двигателя, вызывающих трение. Эти детали вызывают наибольшие потери, составляющие примерно 70 % от их общего количества. К ним частям относятся поршни, поршневые кольца, подшипники. Помимо этого, потери возникают от функционирования таких механизмов, как магнето, насосы и пр., которые могут достигать до 20%. Наименьшую часть потерь составляют сопротивления, возникающие в процессе впуска/выпуска в топливной системе.

Сравнение КПД двигателей – бензин и дизель

Если сравнить КПД дизельного и бензинового моторов – эффективнее из них, конечно, дизель, причина в следующем:

Бензиновый агрегат преобразует лишь 25 % энергии в механическую, в то же время дизельный до 40%.
Дизельный двигатель, оснащенный турбонаддувом, достигнет 50-53% КПД, а это уже существенно.

Так в чем заключается эффективность дизельного мотора? Все очень просто – не смотря на практически идентичный тип работы (оба мотора являются ДВС) дизель функционирует намного эффективнее. Топливо у него воспламеняется совсем по другому принципу, а также у него большее сжатие. Дизель меньше нагревается, соответственно, происходит экономия на охлаждении, так же у него меньше клапанов (значительная экономия на трении). Кроме этого, у такого агрегата нет свечей, катушек, а значит, нет и энергетических затрат от генератора. Функционирует дизельный двигатель с меньшими оборотами (коленвал не приходится раскручивать). Все это его делает чемпионом по КПД.

Сравнение КПД тепловых двигателей — бензиновый и дизельный

Если сравнивать полезную мощность, то сразу отметим, что бензиновый не такой эффективный. Его величина составляет всего 25-30%, в то время как у дизельного она -40%.

Несмотря на схожесть агрегатов, у них различные виды смесебразования.

У бензинового мотора поршни работают при более высоких температурах, что требует хорошего охлаждения. Поэтому тепловая энергия, которая могла бы трансформироваться в механическую, тратится впустую, тем самым снижая КПД.
У дизельного – рабочая смесь воспламеняется при сжатии, поэтому давление в цилиндрах намного выше. Кроме того, мотор намного меньше и экологичнее.
При низких оборотах и большом рабочем объеме уровень КПД может возрасти до 50%.

КПД дизельного двигателя – заметная эффективность

Показатель КПД для разных двигателей отличается и зависит от некоторых факторов. Бензиновые агрегаты имеют относительно низкий КПД, поскольку для них характерно большое количество тепловых и механических потерь, образующихся в процессе функционирования силовой установки данного типа.

Второй фактор – трение, возникающее в результате взаимодействия сопряженных деталей. Дополнительные потери вызваны работой других систем, механизмов и навесного оборудования и т.д.

Если сравнить дизельный мотор и бензиновый, то КПД дизеля значительно превышает КПД бензиновой установки. Бензиновые моторы имеют КПД в пределах 25% от количества полученной энергии. Иными словами, из потраченных в процессе функционирования мотора двигателя 10 л бензина только 3 л израсходованы на выполнение полезной для системы работы. Остальная часть энергии, образовавшаяся от сгорания бензина, разошлась на различные потери.

Что касается КПД дизельного агрегата атмосферного, то этот показатель достаточно высокий и составляет до 40%. Установка современного турбокомпрессора позволяет эту отметку увеличить до внушительных 50%. Современные системы топливного впрыска, установленные на дизельных ДВС, в совокупности с турбиной позволяют добиться КПД даже 55%.

Такая существенная разница в производительности конструктивно похожих дизельных и бензиновых ДВС обусловлена рядом факторов, к ним относятся:

Вид топлива.
Способ образования топливно-воздушной смеси.
Реализация воспламенения заряда.

Агрегаты, работающие на бензине, более оборотистые, чем дизельные, но имеют более существенные потери, которые вызваны расходом энергии на тепло. Соответственно, полезная энергия бензина менее эффективно преобразуется в полноценную механическую работу, в то же время большая доля рассеивается системой охлаждения.

Итоги

Конструкторы постоянно стремятся повысить КПД как дизельного, так и бензинового двигателя. Увеличение количества впускных и выпускных клапанов на один цилиндр, активное применение систем изменения фаз газораспределения, электронное управление топливным впрыском, дроссельной заслонкой и другие решения позволяют существенно повысить коэффициент полезного действия. В большей мере это касается дизельного двигателя.

Благодаря таким особенностям современный дизель способен полностью сжечь насыщенную углеводородами порцию дизтоплива в цилиндре и выдать большой показатель крутящего момента на низких оборотах. Низкие обороты означают меньшие потери на трение и возникающее в результате трения сопротивление. По этой причине дизельный мотор сегодня является одним из наиболее производительных и экономичных типов ДВС, КПД которого зачастую превышает отметку в 50%.

Мощность и крутящий момент

Атмосферный дизель с такими же параметрами достигает пика крутящего момента лишь при низких оборотах. Это способствует меньшему расходу топлива, необходимого для выполнения работы, в результате чего, КПД более высокий и топливо расходуется экономнее.

В равнении с бензином, дизельное топливо образует больше тепла, так как температура сгорания дизтоплива значительно выше, что способствует более высокой детонационной стойкости. Получается, у дизельного мотора полезная работа, произведенная на конкретном количестве топлива гораздо больше.

Энергетическая ценность солярки и бензина

В состав солярки входит больше тяжелых углеводородов, нежели в бензин. Меньший КПД такого мотора сравнительно с дизельным агрегатом обусловлен энергетической составляющей бензина и способом его сгорания. При сгорании равного количества бензина и солярки большее количество тепла характерно для бензина. Тепло в дизельном агрегате более полноценно преобразуется в механическую энергию. Соответственно, при сжигании равного количества топлива за определенное количество времени именно дизельный мотор выполнит больше работы.

Помимо этого, нужно учитывать особенности впрыска и условия, способствующие качественному сгоранию смеси. В дизельный агрегат топливо поступает отдельно от воздуха и впрыскивается напрямую цилиндр в конце сжатия, минуя впускной коллектор. Результатом этого процесса становится температура, более высокая, чем у бензинового мотора и максимальное сгорание топливно-воздушной смеси.

Реальные КПД у современных машин

На практике невозможно полностью преобразовать тепло в механическую энергию. Эффективность даже самых совершенных тепловых машин довольно низкая, обычно ниже 50%, а зачастую намного ниже. Тепловая эффективность различных машин, разработанных и используемых сегодня:

В середине XX века типичный паровоз имел КПД около 6%. Это означает, что на каждые 100 МДж сгоревшего угля вырабатывается только 6 МДж механической энергии.
Бензиновый автомобиль работает с КПД равным 25%. Около 75% отбрасывается в виде отработанного тепла.
Класс дизельных автомобилей работает на 35%, поэтому такие модификации более эффективны.
Судовые дизельные двигатели имеют КПД, превышающий 50%.
Современные атомные электростанции имеют КПД порядка 33%, поэтому для выработки 1000 МВт электроэнергии требуется затратить 3000 МВт тепловой энергии, получаемой в результате деления ядер урана. Следующий путь увеличения КПД — это повышение параметров перегретого пара в парогенераторах, что требует увеличения давления внутри котлов и ограничено возможностями металлургии. Современные возможности технологии позволяют получать перегретый пар высокого давления температурой 500−560 С.
Угольные тепловые станции ТЭС с аналогичными параметрами перегретого пара с многоступенчатым подогревом на турбогенераторе могут достигать КПД 48%.

Человечество с момента изобретения паровой машины Джеймсом Уаттом в 1769 году борется за каждый дополнительный процент КПД.

Самое большее что удалось достигнуть — это современные газотурбинные установки с комбинированным циклом из двух циклов Брайтона и Ренкина, с максимальным КПД тепловой машины порядка 55%, в отличие от одного парового цикла на ТЭЦ, которая ограничена КПД 35−48%.

Подробнее о потерях

Топливная эффективность. Далеко не все потребляемое топливо сгорает, его большая часть уходит с отработанными газами. Потери на этом уровне составляют до 25% КПД. Сегодня, конечно, топливные системы усовершенствуются, появился инжектор, но и это не решает проблему на 100%.
Второе – это тепловые потери. Часть тепла уходит из ДВС с выхлопными газами, кроме этого, мотор прогревает себя и ряд других элементов: свой корпус, жидкость в ДВС, радиатор. На все это приходится еще в пределах 35%.
Третье, на что расходуется КПД – это механические потери. К ним относятся составляющие силового агрегата, где есть трение: шатуны, кольца, всякого рода поршни и т.д. Также сюда можно отнести потери, обусловленные нагрузкой от генератора, к примеру, чем больше электричества он вырабатывает, тем сильнее он притормаживает вращение коленвала. Конечно, различные смазки для ДВС играют свою роль, но все-таки полностью проблему трения они не решают, а это еще дополнительные потери до 20 % КПД.

Таким образом, в остатке КПД не более 20%. Сегодня существует бензиновые варианты, у которых показатель КПД несколько увеличен – до 25%, но, к сожалению, их не так много. К примеру, если автомобиль расходует 10 л топлива на 100 км, то всего лишь 2 л уйдут на работу двигателя, а все остальные – это потери.

Конечно, есть вариант увеличить мощность за счет расточки головки, но к нему прибегают довольно редко, поскольку это вносит определенные изменения в конструкцию ДВС.

Конструкторы постоянно стремятся увеличить КПД как бензинового, так и дизельного агрегатов. Увеличение количества выпускных/впускных клапанов, управление топливным впрыском (электронное), дроссельная заслонка, активное использование систем изменения фаз газораспределения и другие эффективные решения позволяют значительно повысить КПД. Конечно, в большей степени это относится к дизельным установкам.

С помощью таких усовершенствований современный дизель способен практически полностью сжечь дизтопливо в цилиндре, выдав максимальный показатель крутящего момента. Именно низкие обороты означают незначительные потери во время трения и возникающее в результате этого сопротивление. По этой причине дизельный двигатель является одним из производительных и экономичных, КПД которого довольно часто превышает отметку в 50%.

06-й. Теплота сгорания топлива и КПД машин

§ 06-й. Теплота сгорания топлива и КПД машин

Как мы отметили в предыдущем параграфе, в XIX веке было построено огромное количество паровых машин: от небольших до огромных. Они потребляли невероятно большое количество топлива, как правило, угля. Его необходимо было добывать и транспортировать к месту потребления, что приводило к большим финансовым затратам. Возникал вопрос: каков КПД паровой машины и как его можно повысить?

Количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании вещества,

зависит от его массы и
удельной теплоты сгорания
:

Формула для подсчета количества теплоты, выделяющейся при полном сгорании топлива.

– количество теплоты, Дж
m
– масса вещества (топлива), кг
q
– удельная теплота сгорания, Дж/кг

Удельная теплота сгорания

– физическая величина, показывающая количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг вещества.
Коэффициенты q
для различных горючих веществ (топлив) измерены экспериментально и занесены в таблицы.

Удельная теплота сгорания топлива показывает количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива.

Удельная теплота сгорания веществ, МДж/кг
Уголь	30	Бензин	46
Дрова	10	Керосин	46
Торф	14	Спирт	27
Водород (газ)	120	Природный газ	44

Измерить, сколько механической работы совершила машина, несложно. Тогда КПД машины

можно вычислить по формуле:

Формула для подсчета коэффициента полезного действия тепловой машины.

– КПД тепловой машины, %
A
полезн – механическая работа, Дж
Q
полн – теплота сгоревшего топлива, Дж

Вычисления показывали, что КПД паровых машин в XIX веке был очень мал: около 1%. При этом ни у кого из физиков не было представления о том, каким может быть максимальный КПД и что могут сделать инженеры, чтобы его повысить.

Во-первых, любой тепловой двигатель должен обязательно содержать нагреватель и охладитель.

Это необходимо, чтобы рабочее тело (газ или пар) могло попеременно увеличивать и уменьшать объём, двигая при этом поршень и совершая работу.

Во-вторых, чем выше температура нагревателя и ниже температура охладителя, тем выше будет КПД.

Для идеальной тепловой машины (теплового двигателя) Карно вывел формулу:

Формула для подсчета максимального коэффициента полезного действия идеальной тепловой машины.

– максимальный КПД двигателя, %
T
нагр – температура нагревателя, К
T
охл – температура охладителя, К

В этой формуле T

нагр и
T
охл – так называемые
абсолютные температуры
по шкале Кельвина (см. § 6-а).

Поскольку для тепловых машин (двигателей) охладителем является атмосферный воздух или вода из открытых водоёмов, уменьшить их температуру невозможно. Следовательно, для увеличения КПД необходимо увеличивать температуру нагревателя,

точнее, температуру, до которой нагревается рабочее тело.

Экологические проблемы использования тепловых машин

. Мы живём в XXI веке, который невозможно представить без электростанций и автомобилей. Большая доля электростанций в мире – тепловые, то есть сжигающие топливо (уголь или газ). Автомобили, работающие на электричестве, – редкость, все остальные сжигают топливо (бензин). При этом есть два губительных для окружающей среды обстоятельства.

Во-первых, выхлопные газы загрязняют атмосферу, делают её непригодной для нормальной жизнедеятельности человека. Во-вторых, выделяющееся тепло изменяет климат Земли и наносит непоправимый вред природе. Поэтому задача человечества – переходить на более безопасные для окружающей среды двигатели.

5. Двигатель автомобиля расходует за час работы 5 кг бензина При этом температура газа в цилиндре двигателя Т₁ = 1200 К, а отработанного газа Т₂ = 370 К. Удельная теплота сгорания бензина q=46 МДж/кг Определите мощность, развиваемую двигателем. [44 кВт]

Читайте также: