Engineering
Повітряний компресор
Запустіть одноциліндровий компресор на десятилітровий ресивер і дивіться, як повзе манометр: кожен хід всмоктує повітря через впускну пластину, стискає його гарячим і проштовхує через нагнітальну, коли циліндр пересилить бак. Маса за цикл спадає з наповненням бака, близько до формули мертвого об’єму 1 − c ((p/p0)^(1/n) − 1); більший мертвий об’єм подає менше. За заданого тиску вимикач зупиняє мотор, розвантажувач стравлює циліндр і машина вибігає до зупинки; відкрийте споживача — бак встановиться там, де подача дорівнює витраті. Робота мотора і ентальпія всмоктування зводяться з внутрішньою енергією газу, теплом у стінку і кімнату і відправленим повітрям.
Що відбувається
Шунтовий мотор ременем обертає компресор із циліндром 80 мм; кривошипно-повзунний механізм промітає циліндр, впускна і нагнітальна пластини відкриваються лінійно на 0,2 бар і пропускають стисливий потік за функцією Сен-Венана, газ у циліндрі обмінюється теплом зі стінкою, а ресивер — із кімнатою, споживач стравлює ресивер через отвір, реле тиску зупиняє мотор за заданого тиску, після чого розвантажувач стравлює циліндр. RK4 з кроком 20 мкс за кутом, швидкістю і двома масами і температурами газу, кожна витрата, робота і тепло записуються на кінцях кроку; подача за цикл читається проти формули мертвого об’єму.
Що спробувати
Дивіться, як наповнюється ресивер і спадає подача за цикл; порівняйте її з формулою мертвого об’єму; дайте реле зупинити мотор і розвантажувачу стравити; потім відкрийте споживача і знайдіть тиск рівноваги.
Модель та її обмеження
Ідеальний газ зі сталими теплоємностями, пластинчасті клапани без маси і відскоку, зосереджена температура стінки, без оливи і витоків через кільця, пряма характеристика мотора. ККД — цієї ідеалізованої машини.
Рівняння модуля
Рівняння V(θ) = c·V_s + A·(2r − x(θ)), G = A·p_u·Ψ(p_d/p_u)/√(R·T_u) c_v·m·dT/dt = c_p·T_in·G_in − c_p·T·G_out − p·dV/dt + h·(T_w − T) − c_v·T·dm/dt J·dω/dt = T_s·(1 − ω/ω_0) + (p − p_0)·dV/dθ − T_f − c·ω η_v = 1 − c·((p_r/p_0)^(1/n) − 1)
