Расчет показателя политропы сжатия

Средний показатель адиабаты сжатия

К₁=

Показатель политропы сжатия n₁=k₁ Принимаем n₁=

Температура в конце сжатия, К:

Тип двигателя	п 1
Быстроходные дизели Тихоходные дизели Карбюраторные двигатели	1,38÷1,42 1,34÷1,37 1,25÷1,36

Т_с = Т_а · e ^n1-1 =

Температура конца сжатия у дизелей находится в пределах Т_с = 750—850° К, а у карбюраторных двигателей Т_с= 500—600° К-

Давление в конце сжатия, МПа:

P_c = P_a · e ⁿ¹ =

Погрешность расчета, МПа:

DP_c = P_c – P_c^зад = Допустимое отклонение +/- 0,3 МПа.

Процесс сгорания:

Для современных д.в.с. оптимальная продолжительность процесса сгорания составляет примерно 0,02—0,0025 сек. Поршень при этом к кон­цу сгорания успевает переместиться по направлению к н.м.т. на расстоя­ние, соответствующее около π/12 рад (15°) поворота кривошипа после в.м.т.

№п\п	параметр	Обозна- чнение	Размер- ность	величина	примечание
	Температура сгорания	Tz	^0К		Расчет
	Давление сгорания	Pz	^МПа		расчет
	Коэффициент избытка воздуха	α	--		принимаем
	Степень повышения давления	l	--		Расчет
	Низшая теплота сгорания топлива	Qн^р	кДж/кг		расчет

График реального процесса сгорания – изменения давления Р и температуры Т в цилиндре.

т.1- начало подачи топлива (угол опережения подачи).

Т.2- конец сжатия.

Т.3- максимальное давление сгорания –Pz

Т.4- конец догорания на такте расширения. - Тz

Для определения количества воздуха, необходимого для сжигания 1 кг топлива, а также количества образующихся продуктов сгорания необходимо знать состав топлива.

Топливо дизельное (массовый состав):

Массовое содержание углерода С = 0,87

Массовое содержание водорода Н = 0,126

Массовое содержание серы S = 0,02

Массовое содержание кислорода O = 0,04

Массовое содержание азота N = 0,0017

Молярная масса кислорода в воздухе m₀₂ = 32 кг/кмоль (принимаем).

Молярная масса азота в воздухе m_N2 = 28 кг/кмоль (принимаем).

Молярная масса воздуха (0.23+0.77=1), кг/кмоль:

m_в = 0,23·m₀₂ + 0,77·m_N2 = 0,23·32 + 0,77·28 = 28,92.

Теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива,

Кмоль\кг:

L_о= = =0,560 кмоль\кг

Теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, кг/кг:

L_o′= =

Коэффициент избытка воздуха выбирается в зависимости от числа оборотов.:

Для МОД - 1.8-2.2, СОД- 1.6-2.0, ВОД- 1.5-1.8

Принимаем α-

Действительное кол-во воздуха для сгорания 1 кг топлива, кмоль/кг:

L = a·L_o =

Коэффициент использования тепла в точке “z” x_z = (принимаем).

Коэффициент использования тепла в точке “z”: для тихоходных двс-- 0.85-0.9

для быстроходных двс—0.65-0.85

x_z = (принимаем).

Степень повышения давления по прототипу в задании:

l_пр = = принимаем l=

Степень повышения давления при сгорании составляет: МОД –  = 1,1...1,25; СОД –  = 1,2....1,35; ПОД, ВОД – =1,45...1,7; АТД с разделенными и полуразделенными камерами сгорания –  = 1,3...1,45, с неразделенными КС –  = 1,4...1,8. Если получающиеся значения  не укладываются в заданные пределы, целесообразно скорректировать принятое значение Р_z.

Химический (теоретический) коэффициент молекулярного изменения:

b_o = 1 + =

Действительный коэффициент молекулярного изменения:

b_z = =

Средняя мольная изохорная теплоемкость смеси воздуха и остаточных газов при температуре T_c, кДж/(кмоль·К):

(mС_м)_с» (mС_м)_возд =19,26 + 0,00251∙T_с =

Низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг:

Q_н^р = 33915·С + 125600·Н – 10886·(О – S) – 2512·(9·H)=

=

находится в приблизительно в пределах 40000- 42000

R_o = 8,315 кДж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная

(mС_p)_z = (mС_v)_z + R_o – средняя мольная изобарная теплоемкость смеси воздуха и продуктов сгорания при температуре Т_z.

(mС_v)_z = = – средняя мольная изохорная теплоемкость смеси воздуха и продуктов сгорания при температуре Т_z.

Уравнение сгорания в общем виде:

,

После подстановки численных значений и решив квадратное уравнение сгорания: .

Т_z = =

Тип двигателя Т _z⁰K

1800—2000 (2200) 1700 —1900 2200—2500 1800—2100

Быстроходные дизели Тихоходные дизели Карбюраторные двигатели Газовые двигатели

В скобках указано значение T_z для быстроходных двигателей, работающих на форсированном режиме. Однако следует учесть, что повышение температуры Т_г свыше 2000° К нежелательно вследствие возникающей при этом усиленной диссоциации газов.

.

Дата добавления: 2014-12-26