Термодинамический расчет процесса сгорания
Основой расчёта является уравнение теплового баланса для процесса сгорания. Например для бензиновых и газовых двигателей оно имеет вид: (1.19)
где Qz и Qc- теплота заряда в точках «z» и «c»; Qcz- теплота, подведённая к заряду в процессе сгорания. Уравнение можно преобразовать для дизельных двигателей:
(1.20)
Теплоёмкость свежего заряда CVC в конце процесса сжатия определяется в зависимости от температуры Tc, кДж/Моль·град: (1.21)
где А1=20,16 и В1=1,738·10-3 - постоянные коэффициенты.
Теплоёмкость продуктов сгорания CVZ определяется по эмпирическим формулам:
(1.22)
При α>1 , (1.23) . (1.24)
A2 = 19,42 + 2,596· 1,5 = 23,314
B2 = (15,491 + 13,816 · 1,5) · 10-4 = 36,215· 10-4
(1.25)
Низшая теплота сгорания HU, зависит от элементарного состава топлива. Для дизельного топлива:
HU = 42500 (43030-зимнее) кДж/кг,.
HU = 42.5 МДж/кг
Коэффициент использования ξ теплоты учитывает потери теплоты за счёт физической неполноты сгорания топлива, несвоевременности сгорания, через стенки камеры сгорания, диссоциации и других факторов. Значение ξ на номинальном режиме работы для дизельных двигателей находится в пределах от 0,70 до 0,88. Для дизелей при расчете сгорания дополнительно задаются степенью повышения давления в процессе λр= рz : рс. Для дизелей с неразделенными камерами сгорания и объемным смесеобразованием λр=1,6…2,5
принимаемξ =0,88
принимаем λр= 2
После подстановки перечисленных величин в исходное уравнение, оно может быть преобразовано к квадратичному виду:
(1.26)
и решено относительно Тz, К:
(1.27)
где
(1.28)
S2 = 81069,8718
Tz = 2013,29K
Cvz = 23,314 + 36,215 · 10-4·2013,29 = 30,6051 кДж/Моль·град
Cpz = 30,6051 + 8,315 = 38,9201 кДж/Моль·град
При номинальном режиме для дизеля величина Tz = 1800…2300К. Для дизельных двигателей давление газов в конце сгорания рZ , МПа, определяется с учетом выбранного ранее значения λр : . (1.29) МПа
При номинальном режиме величина pz = 6,0…9,0МПа.
ПРОЦЕСС РАСШИРЕНИЯ
В результате процесса расширения происходит преобразование тепловой энергии заряда в механическую работу. Основными характеристиками процесса является давление pв, температура Тв в конце процесса и средний показатель политропы расширения n2 (для дизелей n2=1,23…1,3). Для упрощения расчёта допускают, что расширение происходит по политропному процессу со средним показателем политропы n2. Значение n2 возрастает с увеличением коэффициента использования теплоты, отношения хода поршня S к диаметру цилиндра D, интенсивности охлаждения, при снижении нагрузки и росте частоты вращения. Давление pв, МПа и температура ТB , К, конца расширения определяется для точки «в» по уравнению политропного процесса: для дизельных двигателей: и (1.30) где на номинальном режиме, (1.31)
где степень предварительного расширения:
, (1.32)
1.2224
МПа
При номинальном режиме в дизелях ТВ=1000…1250К и pв=0,20…0,60МПа. ПРОВЕРКА РАСЧЕТОВ
Процесс расширения завершает расчет параметров рабочего тела в характерных точках цикла. Правильность выбора исходных температуры и давления остаточных газов проверяется по формуле, К:
(1.33)
Значение расчётной температуры остаточных газов может отличаться от выбранной ранее не более чем на 5% при расчёте на ЭВМ и на 10% при ручном расчете. Погрешность расчётов: (1.34)
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (989)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |