2– Amaliy ish Mavzu: Izobar, izoxor, izotermik jarayonlar, adiabatik va politropik jarayonlar. Ishdan maqsad

Mavzu: Ichki yonuv dvigatellarining sikllari


Ishdan maqsad: Ichki yonuv dvigatellari haqida ma’lumotga ega bo’lish uning sikllari va qo’llanilish jarayonlarini tahlil qilish.


Nazariy ma’lumotlar.

XIX asrlarning 70-80-yillarida mexanik ishning asosiy manbai bug‘ mashinasi hisoblanib, unda bosimi va temperaturasi past bo‘lgan bug‘ qo‘llanilgan.

Yoqilg‘i yonganda hosil bo‘lgan yuqori temperaturali gazlar bug‘ qozonlariga yuborilib, mahlum bir temperatura va bosimli bug‘ olingan. Yoqilg‘i issiqligidan bunday usuldan foydalanish bug‘-kuch qurilmalarining termik f.i.k.ni pasaytirishga olib kelgan. Shu sohada jahonning ko‘p mamlakatlaridagi olimlarning xarakati tufayli yangi dvigatel yaratildi. Bu dvigatelda yoqilg‘i yonishidan hosil bo‘lgan gazlar bevosita mashinaning porsheniga ta’sir qiladi.
Silindrning porsheni ostida yoqilg‘i yondiriladigan mashinalarga ichki yonuv dvigatellari deb aytiladi. Bunday dvigatellarni yaratish mumkinligini birinchilardan bo‘lib Sadi Karno aytgan. 1824 yili Karno o‘zining “Olovning xarakatlantiruvchi kuchi xaqida mulohazalar” nomli asarida quyidagi fikrlarni keltirgan: “Menimcha havoni nasos yordamida siqib, uni yopiq bir idishga o‘tkazish lozim, u yerga esa qandaydir mexanizm yordamida yoqilg‘ini yuborish kerak, keyin gazlarga porshenga tahsir etish imkoniyatini yaratish kerak”.
Karnoning g‘oyalari keyinchalik to‘liq ro‘yobga chiqdi. 1860 yili frantsuz mexanigi Lenuar gazda ishlaydigan ichki yonuv dvigatelini yaratdi. Bu mashinada ishchi jism dastlab siqilmasligi tufayli uning f.i.k. past bo‘ladi. Shu sababli u mashina keng tarqalmadi. 1862 yili yana bir frantsuz muhandisi Bo-de-Roshe Karno g‘oyalariga yaqin bo‘lgan dvigatelga patent oldi. 1877 yili nemis muhandisi Otto Bo-de-Roshe taklif qilgan printsiplariga asosan ishlaydigan benzinli dvigatelni qurdi.
1897 yili nemis muhandisi Dizel kerosinda ishlaydigan yuqori siqish darajasiga ega bo‘lgan dvigatelni ishlab chiqdi. Bu dvigatelda havo kompressor yordamida siqilib silindrga purkalgan. Rus muhandislari ham shu sohada katta ish qildilar. 1893 yili Mamin neftda ishlaydigan yuqori bosimli dvigatelini ixtiro qildi. 1898 yili Peterburgdagi Nobel zavodida neftda ishlaydigan dvigatel qurildi. 1903 yili shu zavodda birinchi marta kemalar uchun og‘ir yoqilg‘ida ishlaydigan dvigatel ishlab chiqarildi. 1904 yili rus muhandisi G.V.Trinkler kompressorsiz dvigatelni qurdi. Bu dvigatelda yoqilg‘i avvalo o‘zgarmas hajmda, keyin esa o‘zgarmas bosimda yondirildi. Yoqilg‘i aralash yonadigan bunday dvigatel xozir ham keng qo‘llanilmoqda. Shunday qilib 40-50 yil ichida yuqori samaradorlikka ega bo‘lgan ichki yonuv dvigatellari yaratildi. Barcha zamonaviy porshenli ichki yonuv dvigatellarini quyidagi uch guruhga bo‘lsak bo‘ladi:

1. 
   yoqilg‘i o‘zgarmas hajmda yonadigan;
   
2. 
   yoqilg‘i o‘zgarmas bosimda yonadigan;
   
3. 
   yoqilg‘i aralash yonadigan: o‘zgarmas hajmda va o‘zgarmas bosimda.
   

Porshenli ichki yonuv dvigatellarining ideal sikllarini termodinamik tadqiqotida quyidagi kattaliklar aniqlanadi: siklga keltirilgan va olib ketilgan issiqlik miqdori; ishchi jismning siklning xarakterli nuqtalaridagi asosiy parametrlari; siklning termik f.i.k. Har qanday ichki yonuv dvigateli siklini tasvirlovchi kattaliklar quyidagilardir:
Siqish darajasi:
,
bu kattalik ishchi jismning boshlang‘ich solishtirma hajmini siqish oxiridagi solishtirma hajmiga nisbatini ifodalaydi;
Bosimni oshish darajasi:
,
bu kattalik izoxor issiqlik keltirish jarayonidagi boshlang‘ich va oxirgi bosimlar nisbatini ko‘rsatadi;
Dastlabki kengayish yoki izobar kengayish darajasi:

Bu kattalik izobar issiqlik keltirish jarayonidagi bosimni va oxirgi hajmlar nisbatini ko‘rsatadi. Har qanday siklning takomillashganlik darajasi uning termik f.i.k orqali aniqlanadi. Odatda sikllarni Ts- diagrammada taqqoslanadi. Bunda ikki usuldan foydalaniladi.: birinchidan Ts-diagrammada yuzalar taqqoslanadi, ikkinchida esa siklda issiqlik keltirish va olib ketish jarayonlarining o‘rtacha integral temperaturalari taqqoslanadi. Maksimal temperaturalar T₃ bir xil, olib ketilgan issiqlik miqdorlari teng, siqish darajalari turlicha izoxor va izobar issiqlik keltiriladigan sikllarni taqqoslash. 19.8-rasmda izoxor issiqlik keltirilgan siklning yuzasi 1234 bilan tasvirlangan. Izobar issiqlik keltiriladigan siklning yuzasi 1534 ga teng. Maksimal temperaturalar 3-nuqtada bir xil. Ikkala siklda olib ketilgan issiqlik 6147 yuza bilan tasvilangan. Ts- diagrammadan ko‘rinib turibdiki, izobar issiqlik keltirish yuzasi izoxor issiqlik keltirish yuzasidan kattta, ya’ni 6537 yuza > 6237 yuza. Shuning uchun izobar issiqlik keltirish siklining f.i.k izoxor issiqlik keltirish siklining f.i.k dan katta bo‘ladi.
Izoxor va izobar issiqlik keltiriladigan sikllarni o‘rtacha integral temperaturalari orqali taqqoslash.
Har qanday jarayonninng o‘rtacha integral temperaturasi alohida jarayondagi issiqlik miqdorini ishchi jismining entropiyasining o‘zgarishi nisbatiga teng:
,
yoki

U xolda xar qanday siklning termik f.i.k quyidagiga teng bo‘ladi:

bu yerda T_1st- issiqlik keltiriladigan jarayonning o‘rtacha integral temperaturasi;

T_2it- issiqlik olib ketiladigan jarayonning o‘rtacha integral temperaturasi.

Rasmdan ko‘rinib turibdiki, izobar issiqlik keltirish jarayonining T_2it temperaturasi izoxor issiqlik keltirish jarayoninig T_2it temperaturasidan katta, ikkala sikldagi izoxor issiqlik olib ketish jarayonining T_2it temperaturalari bir xil,
Shuning uchun:

Siklning f.i.k.ni hisoblaymiz .

Keltirilgan issiqlik miqdori

Olib ketilgan issiqlik miqdori esa

Т₂, Т₃ , Т₄ haroratlarni Т₁ orqali ifodalaymiz.
1 – 2 adiabata orqali.
bundan

2-3 izobara orqali:
bundan:
3 – 4 adiabata orqali:

Bundan:
Ushbu qiymatlarni f.i.k. ifodasiga qo’yib quyidagini hosil qilamiz.


Bu ifodadan ko’rinib turibdiki, f.i.k. bosimni oshirish darajasiga va adiabata ko’rsatkichiga bog’liq ekan.