Параметры процесса сгорания

 

Процесс сгорания характеризуется термодинамическими измерениями параметров рабочего тела, в результате которых температура и давление в цилиндре двигателя резко возрастает и становится возможным выполнение поршнем двигателя механической работы.

Коэффициент молекулярного измерения горючей смеси

. (5.9)

 

 

 

 

 

При сгорании топлива действительный коэффициент изменения рабочей смеси должен учитывать наличие в рабочей смеси некоторого количества остаточных газов от предыдущего цикла

(5.10)

 

 

 

При сгорании обогащённых смесей (α > 1) некоторое количество теплоты не выделяется при сгорании вследствие образования и выброса из цилиндра некоторого количества СО и Н₂. Потеря теплоты в результате химической неполноты сгорания ΔН _и может быть определена по формуле, кДж/кг топлива,

При α ≥ 1; ΔН _и = 0

При α ≤ 1 ΔН _и =119950 (1 – α)L₀

ΔН _и =119950 (1 – 0,82) 0,51683 =11158,8101.

 

В результате сгорания рабочей смеси в цилиндре двигателя выделяется некоторое количество теплоты , кДж/кмоль рабочей смеси:

. (5.11)

(Вместо γ₂ берем γ_r)

где H_u – низшая теплотворная способность топлива, кДж/кг:

Для ДД:

Для ДсИЗ:

H_u =33,91*0,85+125,6*0,14-2,51*9,81*0,14=43,9295*1000=43929,5

 

.

 

Для определения температуры рабочего тела в конце процесса сгорания определяем среднюю мольную теплоёмкость продуктов сгорания , кДж/(кмоль·°С),

( + +

+ + ), - для ДЗ; (5.12)

( + +

+ + ), - для ДсИЗ

где , , , - средние мольные теплоёмкости компонентов продуктов сгорания, определяемые по эмпирическим формулам, для интервала температур t _z = 1501 – 2800 °C.

=39,523+0,003349t_z (31)

=26,67+0,004438t_z (32)

=23,723+0,00155t_z (33)

=21,951+0,001457t_z,

 

=39,523+0,003349t_z, (31)

=22,49+0,00143t_z, (32)

=26,67+0,004438t_z, =19,678+0,001758t_z,

=21,951+0,001457 t _{z ,}

 

Подставляя в эти формулы, вместо t_z величину t _z=T_z–273 и группируя известные члены, получаем уравнение

т.е. (5.13)

= 0,00198Тz + 23,88.

=0,0020136Тz+24,157755 (35)

 

Температура в конце видимого процесса сгорания для двигателя может быть определена из выражения

+ = , - для ДЗ; (5.14)

, .

 

= , - для ДсИЗ (5.15)

 

Значения коэффициента использования теплоты принимаются исходя из конструкции двигателя, режима его работы, формы камеры сгорания, способа смесеобразования и др. - для дизельных двигателей = 0,75 – 0,85 = 0,75; для бензиновых двигателей – 0,85 - 0,95

Решаем уравнение относительно температуры в конце видимого процесса сгорания. После подстановки в уравнение сгорания соответствующих числовых значений ; ; и выполнения необходимых преобразований, уравнение сгорания примет вид:

Для дизельного двигателя:

 

.

 

Для двигателя с искровым зажиганием:

 

Тогда

Для дизеля:

(5.16)

Для ДсИЗ

Имея значение величины , можно определить давление в конце видимого сгорания , МПа:

, - для ДД (5.18)

.

P_z=(P_c*µ*T_z)/T_c – для ДсИЗ

λ = P_z/P_c – для ДсИЗ

Степень предварительного расширения для дизеля определяется из выражения

. (5.19)

.

.

Для бензинового двигателя ρ = 0.

Расчётные значения величин ; ; ;для современных двигателей находятся в пределах:

для дизельных двигателей:

= 1800 – 2400 К;

= 5 – 12 МПа;

ρ = 1,2 – 1,7;

= 1,2 – 2,2.

 

для двигателей с искровым зажиганием:

=2400–2800 К;

=3,5–8,5 МПа;

=3,2–4,3.