Общее количество продуктов полного сгорания

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

(3.10)

кмоль пр.сг./кг топл.

Параметры окружающей среды и остаточные газы

Атмосферные условия: р₀=0.1 МПа;

Т₀=293 К;

Давление окружающей среды: р_к=р₀=0.1 МПа;

Температура окружающей среды: Т_к=Т₀=293 К.

Температура остаточных газов. При постоянном значении степени сжатия e =9,5 температура остаточных газов практически линейно возрастает с увеличением скоростного режима при a = const, но уменьшается при обогащении смеси. Учитывая уже определенные значения n и a, можно принять значения T_r для расчетного режима карбюраторного двигателя в пределах, T_r =1040 К.

Давление остаточных газов p_r, за счет расширения фаз газораспределения и снижения сопротивления при конструктивном оформлении выпускных трактов рассчитываемого двигателя можно принять на номинальном скоростном режиме:

МПа (3.11)

Процесс впуска

1) Температура подогрева свежего заряда. С целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальном скоростном режиме принимается D T_N = 8 °C.

2) Плотность заряда на впуске

кг/м³ (3.12)

где Дж/(кг·град) – удельная газовая постоянная для воздуха.

3) Потери давления на впуске в двигателе. В соответствии со скоростным режимом двигателя и с учетом небольших гидравлических сопротивлений во впускной системе можно принять ; ω_вп=95 м/с.

(3.13)

МПа

где β – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом

сечении цилиндра;

ξ_вп – коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наибо-

лее узкому сечению;

ω_вп – средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной

системы

Давление в конце впуска

МПа (3.14)

5) Коэффициент остаточных газов. При определении g _r для карбюраторных двигателей без наддува принимается коэффициент очистки , а коэффициент дозарядки на номинальном скоростном режиме . Тогда при (n_N =4500 мин^-1)

(3.15)

где - температура подогрева свежего заряда от стенок.

Температура в конце впуска

(3.16)

Коэффициент наполнения

(3.17)

Процесс сжатия

В четырехтактных двигателях без наддува воздух поступает во впускной трубопровод с температурой окружающей среды. Поэтому процесс сжатия не является адиабатным, а протекает в условиях теплообмена между свежим зарядом и деталями двигателя. В начале сжатия температура свежего заряда значительно ниже температуры окружающих поверхностей цилиндра, днища поршня, головки цилиндра, тарелок клапанов. Вследствие этого наблюдается приток теплоты к свежему заряду. По мере увеличения давления сжатия температура заряда повышается и с некоторого момента становится выше температуры окружающих поверхностей. Направление теплового потока изменяется на обратное и теплота уже будет передаваться от заряда к деталям двигателя.

Таким образом, процесс сжатия протекает с переменным показателем политропы сжатия n₁.

Ввиду сложности теплообмена между свежим зарядом и окружающими деталями можно считать, что в реальном двигателе процесс сжатия проходит по политропе с некоторым средним значением показателя n₁.

Основным факторами, влияющими на показатель политропы сжатия n₁, являются: частота вращения коленчатого вала, интенсивность охлаждения цилиндра, его размеры, конструктивные особенности камер сгорания, утечка газов через неплотности поршневых колец и клапанов.

1) По номограмме рис. 4.4 [1] определяем показатель адиабаты k ₁=1.3768.

2) Значение показателя политропы сжатия принимаем равным n₁=1.376.

3) Давление в конце сжатия:

МПа (3.18)

4) Температура в конце сжатия:

К (3.19)

5) Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) свежей смеси (воздуха)

(3.20)

кДж/(кмоль·град);

где 775 – 273 = 502 °С

б) остаточных газов (определяется методом интерполяции по табл. 3.8 [1]) при n_N=4500 мин^-1, α=0.95 и t_c=502°С

кДж/(кмоль·град) (3.21)

где 24.014 и 24.440 – значения теплоемкости продуктов сгорания при

соответственно при 500 и 600 єС, [1, табл. 3.8].

в) рабочей смеси

(3.22)

кДж/(кмоль·град).

Процесс сгорания

В ходе этого процесса химическая энергия топлива превращается в тепловую, которая затем распределяется по частям так: переходит в механическую работу, идет на повышение внутренней энергии газов; передается окружающим поверхностям деталей и через них переходит к охлаждающей жидкости или к воздуху; из топлива не выделяется из-за неполного его сгорания; теряется за счет диссоциации газов при высоких температурах.

Наиболее интенсивно топливо сгорает на участке индикаторной диаграммы c - z который называют участком видимого сгорания.

Экспериментально установлено, что на участке c - z , топливо всегда сгорает не полностью, а догорает далее в процессе расширения.

1) Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси:

(3.23)

2) Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

(3.24)

3) Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания:

кДж/кг (3.25)

4) Теплота сгорания рабочей смеси:

кДж/кмоль раб.см. (3.26)

5) Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания:

(3.27)

6) Коэффициент использования теплоты x_z зависит от режима работы двигателя, способа смесеобразования, условий охлаждения камеры сгорания, степени диссоциации газов и быстроходности двигателя.

Принимаем x_z = 0.93.

7) Температура в конце видимого процесса сгорания

(3.28)