Тепловой баланс

Тепловой баланс

Тепловой баланс (табл. 1) показывает, на что расходуется теплота, выделяющаяся при сгорании топлива в двигателе.

Чем больше доля теплоты, преобразованной в полезную работу на маховике двигателя, по отношению к теплоте, выделяющейся при сгорании топлива, тем выше экономичность двигателя. Экономичность двигателя зависит от конструкции и режима работы двигателя, а также регулировки приборов питания и зажигания и других приборов и механизмов.

Преимущества дизельных двигателей заключаются в следующем:

1. доля теплоты, превращенной в полезную работу, составляет 29—42% против 21—28% у карбюраторных двигателей, поэтому удельный расход топлива у дизельных двигателей на 25—35% ниже;
2. для дизельных двигателей используют более дешевые, чем бензин, тяжелые сорта нефтяных топлив;
3. дизельное топливо менее опасно в пожарном отношении, чем бензин.

Однако в связи с более высокой степенью сжатия и повышенным давлением при сгорании — расширении газов значительно повышаются требования к прочности деталей кривошипно-шатунного механизма и точности действия топливоподающей аппаратуры, что в свою очередь усложняет конструкцию и вызывает увеличение веса дизельных двигателей сравнительно с карбюраторными. Кроме того, дизельные двигатели более шумны в работе, пуск их при низких температурах труднее, чем пуск карбюраторных двигателей, они требуют применения высококачественного смазочного масла и тщательно отфильтрованного дизельного топлива.

В табл. 2 приведены основные данные по двигателям отечественных грузовых автомобилей повышенной проходимости и большой грузоподъемности.

1 Общее число колес и число его ведущих колес.

2 ЗМЗ — Заволжский моторный завод; ЯМЗ — Ярославский моторный завод.

Статья из книги «Устройство грузового автомобиля». Читайте также другие статьи из

Что такое тепловой баланс двигателя внутреннего сгорания

Ключевые слова конспекта: количество теплоты, уравнение теплового баланса, закон сохранения энергии в тепловых процессах.

Для механических явлений при определённых условиях выполняется закон сохранения механической энергии: полная механическая энергия системы тел сохраняется, если они взаимодействуют силами тяготения или упругости. Если действуют силы трения, то полная механическая энергия тел не сохраняется, часть её (или вся) превращается в их внутреннюю энергию.

При изменении состояния тела (системы) меняется его внутренняя энергия. Состояние тела и соответственно его внутреннюю энергию можно изменить двумя способами: в процессе теплопередачи или путём совершения внешними силами работы над телом (работа, например, силы трения). Мерой изменения внутренней энергии тела в процессе теплообмена выступает количество теплоты (Q).

Уравнение теплового баланса

В изолированной системе при смешивании горячей и холодной воды, количество теплоты Q₁, отданное горячей водой, равно количеству теплоты Q₂, полученному холодной водой, т.е.: |Q₁|= |Q₂| . Q₁ (выделенное) 0.

Q_{отданное} + Q_{полученное} = 0

Записанное равенство называется уравнением теплового баланса (эта формула и уравнение, используемое в 8 классе!). Определение: суммарное количества теплоты, которое выделяется в теплоизолированной системе равно суммарному количеству теплоты, которое в этой системе поглощается.

Уравнение теплового баланса связывает количество теплоты, полученное одним телом, и количество теплоты, отданное другим телом при теплообмене. При этом в теплообмене могут участвовать не два тела, а три и более: Q₁ + Q₂ + Q₃ + … = 0

Уравнение теплового баланса – это закон сохранения энергии для процессов теплообмена в термоизолированных системах. Оно даёт возможность определить те или иные величины. В частности, значения удельной теплоёмкости веществ определяют из уравнения теплового баланса.

◊◊◊ Обратите внимание! В более старших классах используется следующее определение «уравнения теплового баланса»: Если в изолированной системе тел не происходит никаких превращений энергии кроме теплообмена, то количество теплоты, отданное телами, внутренняя энергия которых уменьшается, равно количеству теплоты, полученному телами, внутренняя энергия которых увеличивается. При этом суммарная энергия системы не изменяется«. А также используется другая формула уравнения (с учетом интегральной формы Первого начала термодинамики):

Закон сохранения энергии в тепловых процессах

Закон сохранения энергии в тепловых процессах выполняется при нагревании тел за счёт энергии, выделяющейся при сгорании топлива. Топливо — это природный газ, дрова, уголь, нефть. При его сгорании происходит химическая реакция окисления — атомы углерода соединяются с атомами кислорода, содержащимися в воздухе, и образуется молекула оксида углерода (углекислого газа) С0₂. При этом выделяется энергия.

При сгорании различного топлива одинаковой массы выделяется разное количество теплоты. Например, хорошо известно, что природный газ является энергетически более выгодным топливом, чем дрова. Это значит, что для получения одного и того же количества теплоты, масса дров, которые нужно сжечь, должна быть существенно больше массы природного газа. Следовательно, различные виды топлива с энергетической точки зрения характеризуются величиной, называемой удельной теплотой сгорания топлива.

Конспект урока «Уравнение теплового баланса».

Тепловой баланс

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

• Тепловая защита
• Тепловой удар

Смотреть что такое «Тепловой баланс» в других словарях:

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС — земной поверхности алгебраическая сумма потоков тепла, приходящих на земную поверхность и уходящих от нее. Выражается уравнением : R + P + LE + B=0, где R радиационный баланс земной поверхности; P турбулентный поток тепла между земной… … Экологический словарь

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС — сопоставление прихода и расхода тепловой энергии при анализе тепловых процессов. Составляется как при изучении природных процессов (тепловой баланс атмосферы, океана, земной поверхности и Земли в целом и др.), так и в технике в различных тепловых … Большой Энциклопедический словарь

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС — ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, баланс между теплом, полученным земной атмосферой от солнца, и теплом, возвращаемым назад в космос. Около двух третей солнечного изучения поглощается облаками, атмосферой и поверхностью Земли и, примерно одна треть, отражается, в … Научно-технический энциклопедический словарь

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС — сопоставление прихода и расхода тепловой энергии при анализе тепловых процессов … Российская энциклопедия по охране труда

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС — сопоставление количества тепла затраченного, полезно использованного и потерянного. Т. Б. часто составляется в процентах от затраченного тепла, тогда полезно использованное тепло численно равняется коэффициенту полезного действия. В Т. Б.… … Морской словарь

тепловой баланс — Количественная характеристика производства, потребления и потерь тепла. [ГОСТ 26691 85] Тематики теплоэнергетика в целом … Справочник технического переводчика

тепловой баланс — сопоставление прихода и расхода тепловой энергии при анализе тепловых процессов. Составляется как при изучении природных процессов (тепловой баланс атмосферы, океана, земной поверхности и Земли в целом и др.), так и в технике в различных тепловых … Энциклопедический словарь

тепловой баланс — [heat balance] количественное равенство прихода и расхода теплоты в каком либо тепловом процессе. В основе уравнений теплового баланса любого металлургического агрегата лежит закон сохранения энергии, согласно которому количество теплоты,… … Энциклопедический словарь по металлургии

тепловой баланс — rus тепловой баланс (м) eng thermal balance, heat balance fra bilan (m) thermique, bilan (m) calorifique deu Wärmebilanz (f) spa balance (m) térmico, equilibrio (m) térmico … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

тепловой баланс — šilumos balansas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. heat balance; thermal balance vok. Wärmebilanz, f rus. тепловой баланс, m pranc. bilan calorifique, m; bilan thermique, m … Fizikos terminų žodynas

Тепловой баланс двигателя

Распределение теплоты, вводимой в двигатель с топливом, на по­лезно используемую и уходящую на различные потери, называется внешним тепловым балансом. Внешний тепловой баланс определяет­ся опытным путем и выражается в абсолютных или относительных величинах его составляющих.

В абсолютных величинах уравнение теплового баланса имеет следу­ющий вид

где: Q — общее количество теплоты, введенное в двигатель с топли­вом за определенный отрезок времени; Q_е — количество теплоты, перешедшее в эффективную работу; Q_охл — количество теплоты, передаваемое охлаждающей жидкости; Q_м — количество теплоты, передаваемое в смазочный материал; Q_газ — потери теплоты в отра­ботавших газах; Q_нс — потери теплоты вследствие неполноты сгора­ния топлива; Q_ост — остаточные потери теплоты, не учтенные оста­льными составляющими теплового баланса.

Общее количество теплоты Q определяется по низшей тепло­творной способности топлива Н_ии его часовому расходу G_т: .

Количество полезно используемой теплоты, эквивалентное эффективной работе двигателя за 1 ч, определяется по формуле .

Потери теплоты в охлаждающей жидкости определяются формуле

Где: с_охл — теплоемкость охлаждающей жидкости; G_охл — расход охлаждающей жидкости; t_вых и t_вх — температуры охлаждающей кости на выходе и входе системы охлаждения соответственно.

Потери теплоты в смазочном материале определяются при наличии на двигателе масляного радиатора, в противном случае Q_м включают в остаточные потери теплоты. Потери в смазочном материале определяются аналогично Q_охл.

Потери теплоты в отработавших газах определяются по формуле, предположив, что количество газов G_газ равно сумме количеств поступившего воздуха G_в и топлива G_T: ,

где: с_р — средняя теплоемкость отработавших газов при постоянном давлении; t_г — температура отработавших газов; t — температура окружающей среды.

Потери вследствие неполноты сгорания топлива определяя только для карбюраторного двигателя при коэффициенте избытка воздуха а

Теплоту Q_охл и Q_миспользуют при расчете систем оxлаждения смазочного материала и наддува.

По величине Q_нс можно судить о степени неполноты сгорания и определить пути повышения теплоиспользования.

Количество теплоты по составляющим теплового баланса под­считывают в кДж за единицу времени. Однако наиболее распро­странено составление теплового баланса в относительных величи­нах, где каждая составляющая выражена в процентах к введенному количеству теплоты с топливом. В этом случае уравнение теплового баланса имеет вид: ,

где: q_е=(Q_е /Q) • 100; q_ОХЛ = (Q_охл/Q) ·100; q_м = (Q_м/Q) ·100 и т. д.

В табл. 6.2 приведены средние значения составляющих теплово­го баланса. Данные таблицы свидетельствуют, что основные тепло­вые потери — это потери в охлаждающей жидкости и в отработав­ших газах.

Таблица 6.2.Процентное соотношение составляющих теплового баланса, %

Одним из способов использования тепловых потерь является применение турбонаддува, где нагнетатель приводится в действие за счет энергии отработавших газов.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .