WikiDer > Индикаторная диаграмма

Indicator diagram
Диаграмма индикатора Ватта
Индикаторная схема для паровоза
Индикаторный инструмент Ричарда 1875 года

An индикаторная диаграмма представляет собой диаграмму, используемую для измерения тепловой или цилиндрической производительности поршневых паровых двигателей и двигателей внутреннего сгорания и компрессоров.[1] График индикатора фиксирует давление в цилиндре в зависимости от объема, охватываемого поршнем, на протяжении двух или четырех ходов поршня, которые составляют цикл двигателя или компрессора. Диаграмма индикатора используется для расчета Работа сделано и мощность, произведенная в цилиндре двигателя[2] или используется в цилиндре компрессора.

Диаграмма индикатора была разработана Джеймс Ватт и его сотрудник Джон Южный (1758–1815), чтобы понять, как улучшить эффективность из Паровые двигатели. В 1796 году Саузерн разработал простой, но важный метод построения диаграммы путем фиксации доски таким образом, чтобы она двигалась вместе с поршнем, тем самым отслеживая ось «объема», в то время как карандаш, прикрепленный к манометр, перемещается под прямым углом к ​​поршню, отслеживая «давление».

Датчик позволял Ватту рассчитывать работу, выполняемую паром, при этом его давление упало до нуля к концу хода, тем самым гарантируя, что все полезные энергия были извлечены. Общая работа может быть рассчитана по площади между осью «объема» и проведенной линией. Последний факт был осознан Дэвис Гилберт еще в 1792 году и использовался Джонатан Хорнблауэр в судебный процесс против Ватта за патенты на различные конструкции. Даниэль Бернулли также имел представление о том, как рассчитать работу.

Ватт использовал диаграмму для радикального улучшения характеристик парового двигателя и долгое время держал ее в секрете. Хотя это было обнародовано в письме к Ежеквартальный научный журнал в 1822 г.,[3] это оставалось несколько неясным, Джон Фэри-младший Узнал о нем только тогда, когда увидел, что он использовался, вероятно, людьми Ватта, когда он посетил Россию в 1826 году.

В 1834 г. Эмиль Клапейрон используемый график зависимости давления от объема проиллюстрировать и прояснить Цикл Карно, ставя его на центральное место в изучении термодинамика.[4]

Более поздние инструменты для паровой машины (иллю.) использовали бумагу, обернутую вокруг цилиндрического ствола с поршнем давления внутри, вращение ствола было связано с крейцкопфом поршня с помощью проволоки, натянутой под действием веса или пружины.

Индикаторы, разработанные для паровых двигателей, были улучшены для двигателей внутреннего сгорания с их быстрыми изменениями давления в результате сгорания и более высокими скоростями. В дополнение к использованию индикаторных диаграмм для расчета мощности они используются для понимания событий зажигания, времени впрыска и сгорания, которые происходят вблизи мертвой точки, когда поршень двигателя и индикаторный барабан почти не двигаются. Во время этой части цикла получается гораздо лучшая информация. смещением движения индикатора на 90 градусов к кривошипу двигателя, что дает диаграмму смещения индикатора. События записываются, когда скорость барабана близка к максимальной, и отображаются в зависимости от угла поворота коленчатого вала, а не хода.[5]

E850 Лорд Нельсон, с индикаторным укрытием, около 1926–1927 гг.

использованная литература

  1. ^ Работа в области инженерной термодинамики и теплопередача, второе издание, Роджерс и Мэйхью 1967, Longman's Green and Co. Ltd., стр. 350-354
  2. ^ Pounders Marine Diesel and Gas Turbine Engines, Восьмое издание 2004 г., под редакцией Дуга Вудярда, ISBN 0 7506 5846 0, п. 3
  3. ^ (Аноним), "Счет индикатора паровой машины", Ежеквартальный научный журнал, т. 13, стр.95 (1822).
  4. ^ Клапейрон, Э. (1834) «Mémoire sur la puissance motrice de la chaleur» (Воспоминания о движущей силе тепла), Журнал де l'École Royale Polytechnique, т. 14, вып. 23, страницы 153–190, 160–162.
  5. ^ Теория и конструкция двигателей внутреннего сгорания, Малеев, первое издание 1933 г., McGraw-Hill Book Company, Inc., стр. 33

Список используемой литературы

  • Cardwell, D.S.L. (1971). От Ватта до Клаузиуса: расцвет термодинамики в раннюю индустриальную эпоху. Хайнеманн: Лондон. С. 79–81. ISBN 0-435-54150-1.
  • Пейси, А.Дж. И Фишер, С.Дж. (1967) "Даниэль Бернулли и vis viva сжатого воздуха », Британский журнал истории науки 3 (4), стр. 388–392, г. Дои:10.1017 / S0007087400002934
  • Британская транспортная комиссия (1957) Справочник машиниста-паровозика., Лондон: B.T.C., стр. 81, (факсимильная копия изд. Иэна Аллана (1977), ISBN 0-7110-0628-8)

внешние ссылки