Тепловой расчет двигателя

Степень сжатия проектируемого двигателя e =7,5. В качестве топлива выбираем бензин марки А-76.

Элементарный состав топлива: С+Н+О=1

где C=0,855; H=0,145; О=0.

Молекулярная масса топлива: МT=115 кг/кмоль.

Низшая теплота сгорания топлива:

Нu=33,91C+125,60H-10,89(O-S)-2,51(9H+W);

Нu=33,91*0,855+125,60*0,145-2,51(9*0,145)=43930 кДж/кг.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива:

кг возд./кг топл.

кмоль возд./кг топл.

Коэффициент избытка воздуха α принимаем равным 0,96 для получения оптимального соотношения экономичности и мощности проектируемого двигателя.

Количество горючей смеси: М1 = aLo+1/ mт = 0,96*0,516+1/115= 0,5050 кмоль.

При неполном сгорании топлива ( a<1 ) продукты сгорания представляют собой смесь окиси углерода (СО), углекислого газа (СО2) , водяного пара (Н2О), свободного водорода (Н2) , и азота (N2) . Количество отдельных составляющих продуктов сгорания и их сумма при К=0,5 (К-постоянная зависящая от отношения количества водорода к окиси углерода, содержащихся в продуктах сгорания):

МСО =2*[(1-a)/(1+K)]*0,208*Lo;

МСО =2*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0057 кмоль/кг топл.

МСО=С/12-2*[(1-a)/(1+K)]*0,208*Lo;

МСО=0,855/12-2*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0655 кмоль/кг топл.

МН=2*К*[(1-a)/(1+K)]*0,208*Lo;

МН=2*0,47*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0029 кмоль/кг топл.

МНО=Н/2-2*К*[(1-a)/(1+K)] *0,208*Lo;

МНО=0,145/2-2*0,47*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0696 кмоль/кг топл.

МN=0,792*aLo;

МN=0,792*0,96*0,517=0,393 кмоль/кг топл.

Суммарное количество продуктов сгорания:

М2 =МСО+МСО+МН + МНО + МN;

М2 =0,0073+0,063+0,0034+0,069+0,388=0,5367 кмоль/кг топл.

Проверка:

М2 =С/12+Н/2+0,792*a*Lo;

М2=0,855/12+0,145/2+0,792*0,96*0,517=0,5367 кмоль/кг топл.

Параметры окружающей среды и остаточных газов

Атмосферное давление и температура окружающей среды: po=0,101 МПа; To=293 К. Температуру остаточных газов принимаем на основании опытных данных [1,с.43]:

Тr =1040 К; pr =1,16*po =1,16*0,101=0,11716 МПа.

Давление остаточных газов Рr можно получить на номинальном режиме:

РrN=1,18*Р0=0,118 Мпа

Ар=(РrN - Р0*1,035) *108/(nN2*Р0)=0,716

Находим давление остаточных газов Рr:

Рr= Р0* (1.035+ Ар*10-8*n2)

Рr=0,101* (1,035+0,716*10-8*45002)=0,118 МПа

Процесс впуска

Температуру подогрева свежего заряда принимаем на основании опытных данных [1,с.44]: DТ=8 0 C.

Плотность заряда на впуске: ρо= р0 *106 /(RВ*TО) =0,101*106/(287*293) =1,189 кг/м3,

где р0 =0,101 МПа; Т0 =293 К; RВ - удельная газовая постоянная равная 287 Дж/(кг* град).

Давление заряда в конце наполнения Ра принимаем на основании рекомендаций [1,с.44] в зависимости от средней скорости поршня Сп=S*n/30, где S - ход поршня, n-заданная частота вращения коленвала двигателя: Сп =0,092 *4500/30=9,51 м/с.

Принимаем ра=0,0909 МПа.

Коэффициент остаточных газов:

γr=,

где jоч - коэффициент очистки; jдоз -коэффициент дозарядки (без учета продувки и

дозарядки jоч=1; jдоз=0,95).

γr==0,07.

Температура заряда в конце впуска:

Та =(To +DТ + γr*Тr)/(1+ γr);

Та =(293+8+0,07*1040)/(1+0,07)= 349,3 К.

Коэффициент наполнения:

;

Статьи по теме:

Определение мощности привода механизма поворота крыла дозатора
Перед определения мощности привода необходимо определить силу приложенную к тяге механизма поворота крыла, и собственно силу приложенную к ползуну. Для этого воспользуемся расчетной схемой (см. рис.9 ...

Принципы диспетчирования производства
Основными принципами диспетчирования являются централизация, плановость, оперативность, профилактика отклонений от заданного графика работ. Централизация диспетчерской деятельности означает осуществл ...

Графоаналитический метод расчёта теплопритоков
Основными исходными данными в расчете теплопритоков графоаналитическим методом являются: техническая характеристика используемого изотермического подвижного состава (ИПС); теплотехнические характерис ...