Параметри процесу стиску

Процес стиску характеризується показником політропи стиску, температурою, тиском, теплоємністю робочого тіла у процесі стиску.

Величина показника політропи стиску n ₁ визначається на основі дослідних даних залежно від ступеня стиску і температури в кінці процесу стиску Т_а. Для карбюраторних двигунів і двигунів з розподіленим впорскуванням n ₁ =(к ₁ – 0,01 )…(к ₁ – 0,04 ), де к ₁ – показник адіабати стиску, який залежить від ε і Т_а. Визначається з номограми (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 – Номограма для визначення показника адіабати стиску к₁

Для дизелів n ₁ =( к₁ + 0,02 )…( к₁ – 0,02 ).

Тиск в кінці процесу стиску визначають за формулою:

р _с = р_а· , МПа. (3.33)

Температуру робочого тіла в кінці процесу стиску визначають за формулою:

Т _с =Т_а· К. (3.34)

Значення величин р_с і Т_с для автомобільних двигунів внутрішнього згоряння знаходяться у межах р_с = 0,9…2,0 МПа, Т_с =600…800 К.

Визначають середню мольну теплоємність робочої суміші. Розрізняють дійсну і середню мольні теплоємності. Дійсна мольна теплоємність – це кількість теплоти, необхідна для підвищення одного кіломоля газу на черговий градус, а середня мольна теплоємність – кількість теплоти для підвищення температури на один градус в інтервалі температур t ₀ …t ₁ (градуси Цельсія, t_c=T_c– 273 ⁰C).Теплоємності визначають при сталому об’ємі mс _vабо при сталому тиску mс _p.

Середня мольна теплоємність суміші залишкових газів при сталому об’ємі, що складається з декількох компонентів,визначається за формулою:

, кДж/(кмоль·К), (3.35)

де r_i – доля компонентів, що складають суміш газів; – їх мольна теплоємність.

Формули для визначення середніх мольних теплоємностей компонентів суміші залежно від температури у градусах Цельсія наведено в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 – Середні мольні теплоємності для газів

Найменування газу	Формула для визначення mcv залежно від температури
-	від 0 до1500°С	від 1501 до2800°С
Повітря	-	20,6+0,002638· t	22,387+0,00145· t
Кисень	O2	20,930+0,004641 ·t-0,00000084· t^2	23,723+0,00155· t
Нітроген (азот)	N2	20,398+0,0025· t	21,951+0,001457 ·t
Гідроген (водень)	H2	20,684+0,000206· t+0,000000588 ·t^2	19,678+0,001758·t
Окись вуглецю	CO	20,597+0,00267· t	22,49+0,001430 ·t
Вуглекислий газ	CO2	27,941+0,019· t- 0,0000055· t^2	39,123+0,003349 ·t
Водяна пара	H2O	24,953+0,005359 ·t	26,67+0,004438 ·t

Середня мольна теплоємність в кінці процесу стиску при сталому об’ємі для залишкових газів визначається з урахуванням частки та теплоємностей її складових за наступною формулою (кДж/(кмоль·К)):

.(3.36)

Інколи для визначення використовують спеціальні таблиці, з яких, залежно від t_c і α, методом інтерполяцій знаходять середню мольну теплоємність залишкових газів (додаток 1).

Cередня мольна теплоємність робочої суміші (свіжий заряд + залишкові гази) визначається за формулою (кДж/(кмоль·К)):

, (3.37)

де , – відповідно середнямольна теплоємність свіжого заряду (повітря) і залишкових газів.

У розрахунках часто визначають середню мольну теплоємність заряду (повітря) без урахування впливу залишкових газів. В такому випадку для бензинових двигунів і дизелів при визначенні середньої мольної теплоємності використовують формулу [1]:

, кДж/(кмоль·К). (3.38)

Отримані середні значення теплоємності робочої суміші повинні знаходитись у межах = 20…25 кДж/(кмоль·К).

Для розрахунку робочих процесів двигунів внутрішнього згоряння використовують середні мольні теплоємності при постійному тиску mс _р та об’ємі mс _v. Між ними існує залежність mc _p – mc _v = 8,315 кДж/ кмоль·град.

Визначають кількість молів залишкових газів (кмоль):

(3.39)

Визначають кількість молів газів в кінці процесу стиску до згоряння(кмоль):

М_с = М ₁ +М_г. (3.40)

Дата добавления: 2014-11-26