77124 IMG$99

ti kg/sec i to stanowi w bilansie 100% ciepła, czyli BW_U kcal/h lub B W_u kJ/s.

Ta ilość ciepła zamieniona zostaje w silniku na pracę’ użyteczną N„ Wytwarzaną w jednostce czasu, czyli na moc silnika. Moc użyteczna jest niniejsza niż moc teoretyczna JV/, o której poprzednio wspomniano. Moc Użyteczna daje się obliczyć albo przez indykowanie, albo z zapotrzebowania mocy napędzanego przez silnik generatora elektrycznego, przy założeniu, że dana jest lub Wyznaczona w pierwszym przypadku sprawność mechaniczna silnika tj_m, w drugim — sprawność generatora elektrycznego.

Różnicę ciepła doprowadzonego i ciepła zużytego na wytworzenie pracy użytecznej stanowią straty silnika.

Z ważniejszych strat wymienić należy:

a)    Stratę odlotową (ciepło uniesione ż gorącymi spalinami),

b)    Stratę ochłodzenia (ciepło pobrane przez wodę lub powietrze chłodzące silnik),

c)    Straty mechaniczne (pokonanie tarcia mechanizmów),

d)    Strata niezupełnego spalania (w przypadku zbyt małej ilości powietrza do spalania paliwa).

Uproszczony bilans cieplny silnika spalinowego przedstawia się

następująco:

Dostarczono ciepła (moc cieplna) Wytworzono pary użytecznej

B W u kcal/h (lub B W„ kJ/s) = 10C/i 632 H_e kcal/h (lub N_e kJ/s)

100-ijtfł

czemu odpowiada

Straty w spalinach, na chłodzenie silnika i na pokonanie oporów tarcia mechanizmów

Przykład 62. Silnik Diesla napędzany olejem gazowym o wartości opalowej 10 000 kcal/kg zużywa B = 8,76 kg/h paliwa, wytwarzając moc użyteczną N, = 45,6 KM, obliczoną z obciążenia generatora elektrycznego, zatem sprawność ogólna wynosi

632 • 45,6

^V,~ 8,76*10000

i 0,328 lub 32,9'/>

'Doprowadzono ciepła Wytworzono ilość pracy użytecznej Reszta została stracona, więc

B W_u == 6,76 • 10 000 = 87 600 kcal/h 100*/i 632 N, - 632 * 45,6 — 28 800 kcal, czyli 32,8*/« 100 — 32,6 =■ 67,1%

Ponieważ zużyto do chłodzenia silnika wody G, = 362 kg/h, a woda ogrzaU się o At • 55,2⁰C, więc woda odprowadziła

G.cAt i 362 • 59.2 | 21020 kcal/h czyli 24,7'/. Ze spalinami, na tarcie 1 na promieniowanie odeszło 87,1-24,7 | 42,4*/»

Bilans cieplny tego silnika pnedstawla się następująco:

Doprowadzono ciepła

IOW/*

njrf,

u.r/»

vtm*

106*7.

32,0V»

^tworzono ilość pracy kosztem tego clepln Odprowadzono z wodą chłodzącą spalinami, na tarcie i promieniowanie Razem rozchód ciepła Licząc w układzie SI

W„ = 10 000 • 4,187 = 41 870 kJ/kg N_e = 45,6 • 0,735 = 33,5 kW

Sprawność ogólna silnika wynosi

L_e 3600 N_e ^V,~ Q ~ BW_U

3600 • 33,5    1___ B

--— = 0,329 czyli

8,76 • 41870

Doprowadzono ciepła B W_u = 8,76 ■ 41870 = 366 000 kJ/h    łpO*/«

Wytworzono pracę użyteczną 3600 N_e = 3600 • 33,5 = 120 700 kJ/h czyli 32,9*/« Ciepło stracone 100 — 32,9    67,iV*

Ciepło odprowadzone i wodzą chłodzącą G₀cAT = 392 • 4,187 • 55,2 = 90 400 kJ/h czyli    24,7*/«

Ze spalinami, na tarcie i na promieniowanie odeszło 67,l°/o — 24,7•/•    42,4'/*

Bilans cieplny silnika:

Doprowadzono ciepła    IOW/*

Wytworzono ilość pracy pracy kosztem' tego    ciepła    32,9*/*

Odprowadzono | wodą chłodzącą    24,7*/*

Ze spalinami, na tarcie j promieniowanie    42,4*/*

Razem rozchód    ciepła    100,0*/*

76. Silniki odrzutowe. Zasada działania silnika odrzutowego polega na bezpośrednim wykorzystaniu energii kinetycznej rozprężonych spalin do poruszania pojazdu bez uprzedniej zamiany tej energii na pracę mechaniczną.

Ponieważ przy rozprężaniu się spalin zachodzi zmiana ich pędu, dlatego jest to połączone z występowaniem siły reakcji działającej na inik, Siła ta nosi nazwę siły ciągu i stanowi wielkość charakteryzującą silnik odrzutowy tak jak moc charakteryzuje inne silniki.

Ze względu na sposób działania rozróżnia się następujące rodzaje silników odrzutowych:

i. Silniki rakietowe, które potrzebny do procesu spalania stałego paliwa tlen, np. w przypadku stosowania prochu, czerpią z własnych zasobników bądź są pędzone paliwem ciekłym z utleniaczami (perhydrol, ciekły tlen, kwas azotowy itp.).

Zasadniczą cechą silnika rakietowego jest jego niezależność od otaczającej atmosfery, gdyż ma on potrzebny do spalania tlen i nie potrzebuje go czerpać w czasie pracy z atmosfery. Dzięki temu ten typ silnika wdaje się do podróży stratosferycznych i międzyplanetarnych.

I Silnik rakietowy działa w ten sposób, że do komory spalania doprowadzane jest paliwo z utleniaczem. W komorze spalania, gdzie za-

209

D WlUW kcieplno]