Тепловой расчет ДВС (стр. 2 из 3)
Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:
Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:
Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания:
ΔНu = 119950*(1-α)*L0 кДж/кг. = 119950*(1-0,96)*0,516 = 2476 кДж/кг.
Теплота сгорания рабочей смеси:
Нраб.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+0,003349tz)+0,0057*(22,49+0,00143tz)+0,0696*(26,6++0,004438tz)+0,0029*(19,678+0,001758tz)+0,3923*(21,951+0,001457tz)=24,657+ 0,002077tz] кДж/кмоль град.Коэффициент использования теплоты ξz принимаем = 0,88:
(1)
Температура в конце видимого процесса сгорания: при n = 6000 мин
ξz Нраб.см + (m
) tc = μ(m ) tz :0,88*79193+22,049*519 = 1,061*(24,657+0,002077) tz,
0,002204
+26,165 tz – 81132 = 0, откудаtz =
= 2552 єС;
Tz = tz + 273 = 2825 К;
Максимальное давление сгорания теоретическое:
pz = pc*μ* Tz/ Тс = 2,1036*1,061*2825/792 = 7,963 МПа.
Максимальное давление сгорания действительное:
Pzд = 0,85* pz = 0,85*7,963 = 6,7689 МПа.
Степень повышения давления:
λ = pz/ pc = 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 , єС | 2330 | 2643 | 2552 | 2509 |
| Tz , єК | 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 Tz, а средний показатель политропы расширения n2, оценивается по величине среднего показателя адиабаты:
ε = 10,3; α = 0,96; Tz = 2825 К; К2 = 1,2528; n2 = 1,252.
Давление и температура в конце процесса расширения:
Рв = Pz/ εn2 и Тв = Tz/ εn2-1:
Рв = 7,9635/10,31,252 = 0,4296 МПа, Тв = 2825/10,31,252-1 = 1570 К;
Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:
К;Δ Тr =
,Где Δ Тr – 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:
pi = φu* Рj , = 0,96*1,1588 = 1,1124 МПа.
Где φu = 0,96 – коэффициент полноты индикаторной диаграммы.
Индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива:
г/кВт. ЧЭффективные показатели двигателя.
Среднее давление механических потерь для бензиновых двигателей с числом цилиндров до шести и отношением S/D≤1.
Pм = 0,034 + 0,0113* Vп.ср МПа.
Для нашего карбюраторного двигателя, предварительно приняв ход поршня S равным 78 мм., получим значение средней скорости поршня:
м/с.Тогда: Pм = 0,034 + 0,0113*15,6 = 0,2103 МПа.
Среднее эффективное давление и механический КПД:
Ре = Рj - Рм = 1,1124 – 0,2103 = 0,9021 МПа.
ηм =
.Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива:
ηе = ηj * ηм = 0,3388 * 0,811 = 0,2748
gе =
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 |
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:
Nе =
кВт.Литровая мощность двигателя:
Nл =
кВт/л.Крутящий момент:
Ме =
Н*М.Часовой расход топлива:
GT = Nе * gе * 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 |
Построение индикаторных диаграмм.
Определяем объем камеры сгорания:
Vc =
дм3.Находим полный объем цилиндра:
Vа = Vc + Vh = 0,05 + 0,4822 = 0,534
Рассчитанные точки:
ВМТ: Pr = 0,118 Mpa; Рс = 2,1036 МПа; Pz = 7,9635 МПа.
НМТ: Ра = 0,085 Mpa; Рв = 0,4296 МПа.
Задаваясь различными углами φ поворота коленчатого вала, определяем положение поршня по формуле: