Файл: 1. Тепловой расчет двигателя.doc

Процесс сгорания.

Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:


Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:


Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания:

ΔН_u = 119950*(1-α)*L₀ кДж/кг. = 119950*(1-0,96)*0,516 = 2476 кДж/кг.
Теплота сгорания рабочей смеси:

Н_раб.см. = кДж/кмоль раб.см.
Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания:

(m ) =

кДж/кмоль град.

Определяется по эмпирическим формулам таб. 3.7 литература 1.

(m ) = *[0,0655*(39,123+0,003349t_z)+0,0057*(22,49+0,00143t_z)+0,0696*(26,6++0,004438t_z)+0,0029*(19,678+0,001758t_z)+0,3923*(21,951+0,001457t_z)=24,657+ 0,002077t_z] кДж/кмоль град.
Коэффициент использования теплоты ξ_z принимаем = 0,88:
Температура в конце видимого процесса сгорания: при n = 6000 мин

ξ_z Н_раб.см + (m ) t_c = μ(m ) t_z :

0,88*79193+22,049*519 = 1,061*(24,657+0,002077) t_z,

0,002204 +26,165 t_z – 81132 = 0, откуда

t_z =

= 2552 ºС;

T_z = t_z + 273 = 2825 К;
Максимальное давление сгорания теоретическое:

p_z = p_c*μ* T_z/ Т_с = 2,1036*1,061*2825/792 = 7,963 МПа.
Максимальное давление сгорания действительное:

P_zд = 0,85* p

---

_z = 0,85*7,963 = 6,7689 МПа.
Степень повышения давления:

λ = p_z/ p_c = 7,963/2,1036 = 3,786.

параметры	Процесс сгорания
n, мин-1	1000	3200	6000	6300
μ0	1,0945	1,0635	1,0635	1,0635
μ	1,0907	1,0613	1,0612	1,0611
ΔН , кДж/кг	8665	2476	2476	2476
Нраб.см.кДж/кмоль	74813	79348	79193	79155
(m )	24,2982+ 0,002034tz	24,6566+ 0,002077tz	24,6566+ 0,002077tz	24,6566+ 0,002077tz
ξz	0,83	0,92	0,88	0,86
tz , ºС	2330	2643	2552	2509
Tz , ºК	2603	2916	2825	2782
Pz , МПа	8,5967	9,1438	7,9635	7,7011
Pzд , МПа	7,3072	7,7722	6,7689	6,5459
λ	3,5364	3,8857	3,7856	3,7285

Процессы расширения и выпуска

Средний показатель адиабаты расширения К₂ определяется по номограмме рис. 4.8 при заданном ε для соответствующих значений α и T_z, а средний показатель политропы расширения n₂, оценивается по величине среднего показателя адиабаты:

ε = 10,3; α = 0,96; T_z = 2825 К; К₂ = 1,2528; n₂ = 1,252.
Давление и температура в конце процесса расширения:

Р_в = P_z/ εⁿ² и Т_в = T_z/ ε^n2-1:

Р_в = 7,9635/10,3^1,252 = 0,4296 МПа, Т_в = 2825/10,3^1,252-1 = 1570 К;

---

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:

К;

Δ Т_r = ,

Где Δ Т_r – погрешность расчета - 4,6 % допустимая погрешность.

параметры	Процесс расширения и выпуска.
n, мин-1	1000	3200	6000	6300
К2	1,2588	1,2519	1,2529	1,2531
n2	1,258	1,251	1,252	1,253
Рв , МПа	0,4573	0,4944	0,4296	0,4144
Тв , К	1426	1624	1570	1542
Тr , K	871	977	1021	1019
Δ Тr , %	3,25	3,24	4,60	5,64

Индикаторные параметры рабочего цикла.
Теоретическое среднее индикаторное давление:

МПа.

МПа.

Среднее индикаторное давление:

p_i = φ_u* Р_j ^, = 0,96*1,1588 = 1,1124 МПа.

Где φ_u = 0,96 – коэффициент полноты индикаторной диаграммы.
Индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива:



г/кВт. Ч
Эффективные показатели двигателя.
Среднее давление механических потерь для бензиновых двигателей с числом цилиндров до шести и отношением S/D≤1.

P_м = 0,034 + 0,0113* V_п.ср МПа.

Для нашего карбюраторного двигателя

---

, предварительно приняв ход поршня S равным 78 мм., получим значение средней скорости поршня:

м/с.
Тогда: P_м = 0,034 + 0,0113*15,6 = 0,2103 МПа.
Среднее эффективное давление и механический КПД:

Р_е = Р_j - Р_м = 1,1124 – 0,2103 = 0,9021 МПа.

η_м = .

Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива:

η_е = η_j * η_м = 0,3388 * 0,811 = 0,2748

g_е = г/кВт.ч.

параметры	Индикаторные и эффективные параметры двигателя.
n, мин-1	1000	3200	6000	6300
Рj , , МПа	1,2115	1,3415	1,1588	1,1138
Рj , МПа	1,1630	1,2879	1,1124	1,0693
ηj	0,3292	0,3845	0,3388	0,3288
gj , г/кВт.ч	249	213	242	249
Vп.ср , м/с	2,6	8,32	15,6	16,38
Рм , МПа	0,0634	0,1280	0,2103	0,2191
Ре , МПа	1,0997	1,1599	0,9021	0,8502
ηм	0,9455	0,9006	0,811	0,7951
ηе	0,3113	0,3463	0,2748	0,2614
gе , г/кВт.ч	263	237	298	313

---

2. Основные параметры двигателя

Литраж двигателя:

дм³.
Рабочий объем одного цилиндра:

дм³.
Диаметр цилиндра. Так как ход поршня предварительно был принят S = 78 мм, то:

мм.

Окончательно принимается D = 88 мм, S = 78 мм.
Площадь поршня:

дм.
Литраж двигателя:

дм³..
Мощность двигателя:

N_е = кВт.

Литровая мощность двигателя:

N_л = кВт/л.
Крутящий момент:

М_е = Н*М.
Часовой расход топлива:

G_T = N_е * g_е * 10^-3 = 86 * 298* 10^-3 = 25,5 кг/ч.

параметры	Основные параметры и показатели двигателя.
n, мин-1	1000	3200	6000	6300
Fп , дм2	0,61 1,9 45,1
Vл , л
Nл , кВт/л
Nе , кВт	17,38	58,66	86	84,66
Ме , Н*М	166,06	175,15	136,23	128,39
GT , кг/ч	4,57	13,88	25,51	26,53

3. Построение индикаторных диаграмм

Определяем объем камеры сгорания:

V_c =

---