Engineering
Stawidło maszyny parowej
Otwórz regulator poziomej maszyny zasilanej powietrzem 6 bar i patrz, jak suwak płaski wyprzedza tłok: przekrycie i kąt wyprzedzenia mimośrodu są rozwiązane tak, by kanał parowy otwierał się o wyprzedzenie w martwym punkcie i zamykał przy wybranym napełnieniu, dokładnie acos(1 − 2c) kąta korby. Skróć napełnienie, a powietrze rozpręża się w cylindrze, mniej powietrza na dżul pracy, lecz mniej pracy na cykl; obciąż hamulec, aż średnie ciśnienie indykowane go nie uniesie i maszyna stanie; ustaw korbę w martwym punkcie, a nie ruszy. Dostarczona entalpia jest rozliczana z wydechem, ścianką, energią gazu i pracą indykowaną, praca indykowana z kołem zamachowym, tarciem i hamulcem.
Co się dzieje
Pozioma maszyna warsztatowa o średnicy 100 mm i skoku 150 mm pracuje na powietrzu 6 bar, by stawidło było widoczne bez kondensacji. Suwak muszlowy na mimośrodzie o skoku 20 mm wpuszcza powietrze do każdego końca dwustronnego cylindra i wypuszcza z drugiego; przekrycie i kąt wyprzedzenia są rozwiązane bisekcją tak, by kanał otwierał się o wyprzedzenie 1 mm w martwym punkcie i zamykał przy wybranym napełnieniu. Każda komora ma strumień ściśliwy przez swoje kanały w obu kierunkach i wymienia ciepło ze ścianką; koło zamachowe 3,2 kg·m² niesie korbę przez martwe punkty przeciw tarciu i hamulcowi. RK4 co 20 µs; dostarczona entalpia równa się wydechowi, ściance, energii gazu i pracy indykowanej, a praca indykowana kołu zamachowemu, tarciu i hamulcowi, oba z dokładnością do zaokrąglenia.
Co wypróbować
Odczytaj kąt napełnienia względem acos(1 − 2c); skróć napełnienie i porównaj pracę na cykl i powietrze na dżul; obciąż hamulec do zatrzymania; wystartuj w martwym punkcie, a maszyna nie ruszy.
Model i jego ograniczenia
Powietrze jako gaz doskonały zamiast pary, skupiona temperatura ścianki, suwak bez przecieku i geometrii trzonu, brak kondensacji i przestrzeni szkodliwych poza stałym udziałem. Wartości indykatora są te tej maszyny powietrznej.
Równania modułu
Równania x_v = e·cos(θ − δ), cos δ = (l + L)/e, θ_c = acos(1 − 2c) A_s = w·max(0, x_v − l), A_e = w·max(0, −x_v) J·dω/dt = (p_h − p_c)·A·dx/dθ − T_f·sgn ω − T_b·sgn ω − c·ω MEP = W_cycle/(2V_s), H_in = ΔU + W_i + H_out + Q_wall
