Индикаторная диаграмма - это диаграмма, используемая для измерения тепловой или цилиндрической производительности поршневых паровых двигателей и двигателей внутреннего сгорания и компрессоров. Индикаторная диаграмма регистрирует давление в цилиндре в зависимости от объема, охваченного поршнем, на протяжении двух или четырех ходов поршня, которые составляют цикл двигателя или компрессора. Индикаторная диаграмма используется для расчета выполненной работы и мощности, производимой в цилиндре двигателя или используемой в цилиндре компрессора.
Индикаторная диаграмма была разработана Джеймсом Ваттом и его сотрудником Джоном Саузерном (1758–1815), чтобы помочь понять, как повысить эффективность паровые машины. В 1796 году Саузерн разработал простой, но важный метод создания диаграммы, закрепив доску так, чтобы она двигалась вместе с поршнем, тем самым отслеживая ось «объема», в то время как карандаш , прикрепленный к манометр, перемещенный под прямым углом к поршню, отслеживая «давление».
Датчик позволил Ватту рассчитать работу, совершаемую паром, при этом его давление упало до нуля к концу хода, тем самым гарантируя, что вся полезная энергия была извлечена. Общая работа может быть рассчитана по площади между осью «объема» и проведенной линией. Последний факт был осознан Дэвисом Гилбертом еще в 1792 году и использован Джонатаном Хорнблауэром в судебном процессе против Ватта по поводу патентов на различные конструкции. Даниэль Бернулли также имел представление о том, как рассчитывать работу.
Ватт использовал диаграмму для радикального улучшения характеристик паровой машины и долгое время держал ее в секрете. Хотя он был обнародован в письме в Quarterly Journal of Science в 1822 году, он оставался несколько неясным, Джон Фари-младший узнал о нем только тогда, когда увидел, что его использовали, вероятно, люди Ватта, когда он посетил Россия в 1826 году.
В 1834 году Эмиль Клапейрон использовал диаграмму зависимости давления от объема, чтобы проиллюстрировать и прояснить цикл Карно, увеличив его занимает центральное место в изучении термодинамики.
В более поздних приборах для паровых двигателей (илл.) использовалась бумага, обернутая вокруг цилиндрического цилиндра с поршнем давления внутри него, при этом вращение ствола было связано с крейцкопфом поршня с помощью проволока под грузом или пружина.
Индикаторы, разработанные для паровых двигателей, были усовершенствованы 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 движутся. Во время этой части цикла получается гораздо лучшая информация. путем смещения 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.
E850 Лорд Нельсон, с укрытием индикатора, примерно 1926–1927 гг..
Викискладе есть материалы, относящиеся к диаграммам индикаторов. |