Визначення параметрів процесів згоряння і розширення

1. Фізичні параметри палива, яке визначається в завданні, вибираємо з табл. 2.4.

Таблиця 2.4

Паливо	Елементарний склад *, кг/кг	Молекулярна маса, кг/моль	Нижча теплота згоряння, МДж/кг
C	H	O
Автомобільний бензин	0,855	0,145		44,0
Дизельне паливо	0,870	0,126	0,004	42,5

*Масові долі: C – вуглецю, Н – водню, О – кисню;

2. Визначаємо кількість повітря, теоретично необхідного для згоряння 1кг палива:

а) кмоль/ кг:

б) кг/кг:

Перевірка:

де - молекулярна маса повітря;

3. Кількість свіжого заряду (повітря і паливо), кмоль/кг:

а) для бензинових двигунів:

де - молекулярна маса палива, кг/моль.

б) для дизелів:

4. Кількість продуктів згоряння палива при згорянні, кмоль/ кг:

а) повному (:

б) неповному (:

5. Коефіцієнт молекулярного змінювання, який характеризує відносне змінювання об’єму робочого тіла внаслідок згоряння:

з урахуванням наявності в заряді залишкових газів:

6. Температура робочого тіла в кінці процесу згоряння визначається як функція внутрішньої енергії або ентальпії, значення яких знаходять за рівнянням згоряння, МДж/кмоль:

а) для бензинових двигунів:

б) для дизелів:

де - коефіцієнт використання теплоти на ділянці згоряння; - активна теплота згоряння палива, в якій враховуються втрати внаслідок неповноти згоряння через нестачу кисню (визначається для , МДж/кг;

при - відповідно внутрішня енергія в кінці стиску і згоряння (при і ентальпія в кінці згоряння при робочого тіла, МДж/ кмоль.

На рис. 2.1 показана залежність внутрішньої енергії від температури повітря (для дизеля) і суміші повітря з бензином при різних

значеннях . За отриманою температурою ; На осі абсцис знаходимо точку А, з якої проводимо перпендикуляр до перетину з графіком, що відповідає завданню. З отриманої точки В проводимо горизонталь до перетину з ординатою. Точка С на осі ординат визначає внутрішню енергію заряду

Коефіцієнт використання теплоти в період згоряння залежить від типу двигуна:

для бензинового двигуна ……………………………………..0,85 … 0,9

для дизеля

з нерозділеною камерою ……………………………….0,75 … 0,8

з передкамерою …………………………………………0,7 … 0,74

з вихровою камерою …………………………………... 0,72 … 0,78

Ступінь підвищення тиску при згорянні вибирається тільки для дизелів і залежить від типу камери згоряння:

для нерозділеної з сумішоутворенням:

об’ємним і об’ємно – плівковим ………………………………1,8 … 2,5

плівковим ………………………………………………………..1,6 …1,8

для вихрової …………………………………………………….1,6 … 1,8

для передкамери ………………………………………………..1,4 … 1,6

Температура кінця згоряння може бути визначена аналітично. Для курсової роботи більш наочним, простим і достатньо точним є графічне рішення. На рис. 2.2 показані залежності (T) і внутрішньої енергії [за (2.18)] і ентальпії [за (2.19)] від температури.

Приклад. При згорянні дизельного палива при за (2.19) ентальпія робочого тіла (точка D на осі абсцис (,

З точки D проводимо перпендикуляр до перетину з графіком «Дизельне паливо», , і отримуємо точку Е, з якої проводимо горизонталь до осі координат , і на ній отримуємо точку F, що відповідає 2475К. Таким чином, температура кінця згоряння