Расчет процесса сжатия

 

Цель расчета процесса сжатия – определение давления  и температуры  газов в конце этого процесса.

1. Давление в конце такта сжатия:

2. Температура в конце такта сжатия:

 

Расчет процесса сгорания

 

Цель расчета процесса сгорания – определение максимальных значений давления  и температуры  газов при сгорании топлива.

1. Температура  газов определим из уравнения сгорания, полученного на основании первого принципа термодинамики:

,

 

где  - низшая теплота сгорания топлива с учетом условий, при которых протекает процесс сгорания.

 

;

 

 - коэффициент эффективного выделения теплоты. Примем ;

 – теоретически необходимое количество воздуха для сгорания  топлива.

 

 

Действительное количество воздуха для сгорания 1кг топлива будет составлять:

 

.

 

 - действительный коэффициент молекулярного изменения, где  - химический коэффициент молекулярного изменения.

Для случая  определяем

.

 

Тогда:

 

.

 

 - средняя молярная теплоемкость газов в интервале температур от 0 до .

 

 

Тогда

 

.

 

 

Подставим все известные величины в исходное уравнение:

 

 

Решим данное уравнение с помощью программного пакета MathCAD 13.

 

Расчет температуры  в пакете MathCAD 13

В результате получим: ,

2. Определим максимальное давление сгорания

 

 

Расчёт процесса расширения

 

Цель расчёта процесса расширения – определение давления  и температуры  в конце такта расширения.

1. Находим давление в конце такта расширения:

 

 

2.Находим температуру в конце такта расширения:

 

 

Определение индикаторных параметров двигателя

 

1. Индикаторное давление

 

,

 

где  - коэффициент полноты (скругления) индикаторной диаграммы. Примем .

 

 - степень повышения давления.

 

Тогда:

 

 

2. Определяем индикаторный КПД.

 

 

3. Удельный индикаторный расход топлива равен

 

.

 

Определение эффективных параметров двигателя

 

1. Среднее эффективное давление

 

,

где  - коэффициент, оценивающий долю индикаторной мощности, затраченной на привод нагнетателя.

Эффективный КПД нагнетателя:

 

 

 - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива, .

Тогда

 

.

 

Среднее давление механических потерь  характеризует мощность, затраченную на преодоление сил трения, на привод вспомогательных механизмов и агрегатов и на “насосные” потери.

Для определения  пользуются эмпирическими уравнениями, полученными на основании экспериментальных данных.

 

,

 

где

 

Среднее эффективное давление:

 

 

2. Механический КПД

 

 

3. Значение эффективного КПД

 

 

4. Удельный эффективный расход топлива