Holodilʹnaâ Tehnika i Tehnologiâ (Feb 2020)
Термодинамічна ефективність газодинамічного наддуву двигунів внутрішнього згоряння
Abstract
Енергетична ефективність суднових двигунів внутрішнього згоряння суттєво залежить від ефективності систем утилізації теплоти вихідних газів, так як їх термічні потенціали складають більше половини теплового потоку, який формується при згорянні палива. Одним із ефективним методів утилізації теплоти вихідних газів являються системи газотурбінного наддуву, що дозволяє підвищити ефективний коефіцієнт корисної дії та суттєво збільшити потужність двигунів внутрішнього згоряння без допоміжного збільшення їх габаритів. При термодинамічному аналізі термомеханічних систем найбільш доцільним являється метод функцій (ексергетичний), який по відношенню до традиційного методу циклів є більш простим та універсальним, так як не потребує визначення та аналізу допоміжних моделей порівняння. Застосування ексергетичного методу при термодинамічному аналізі систем газотурбінного наддуву дозволяє враховувати не тільки кількісні показники при енергетичних перетворюваннях в процесах , але і визначати якісні характеристики енергетичних потоків. В роботі приводиться методологія розрахунку енергетичних та ексергетичних потоків в системі газотурбінного наддуву на основі турбоагрегату з газовою турбіною та відцентровим компресором, які найбільш часто використовуються в двигунах внутрішнього згоряння. Проведені розрахунки ексергетичних показників вихідного газового потоку суднового двигуна внутрішнього згоряння з системою газотурбінного наддуву та побудована на їх основі діаграма ексергетичних потоків дозволяють визначити при цьому процеси з найбільшим рівнем необоротності (рівнем деградації енергії), як в абсолютних так і в відносних показниках. Такий підхід дозволяє рекомендувати першочергові заходи для оптимізації процесів енергетичних перетворень в двигунах внутрішнього згоряння з метою підвищення їх загальної техніко-економічної ефективності
Keywords
