6.3. Последовательность расчёта простейшего карбюратора
Рассмотрим движение воздуха от сечения О-О (вход в карбюратор) к диффузору (сечение Д-Д), пренебрегая потерями энергии ввиду их малости (рис. 6.2).
Рис. 6.2. Общий вид простейшего карбюратора
Воздух входит в карбюратор с давлением Ро и скоростью uo. В диффузоре, в результате сужения канала, скорость uД увеличивается, а давление РД снижается. Снижение давления в диффузоре необходимо для того, чтобы под действием разрежения топливо поступало из поплавковой камеры в калиброванное отверстие (жиклер) и в смесительную трубку.
1. Запишем уравнение Бернулли для указанных сечений, которое выражает закон сохранения энергии:
.
(6.1)
Умножим
левую и правую часть уравнения (6.1) на
плотность и ускорение свободного падения
получим
.
(6.2)
2. Запишем уравнение неразрывности для сечения О-О и полости поршня:
;
(6.3)
.
(6.4)
Отношение
−
4. Пусть
.
(6.5)
Ход поршня (S) и его диаметр (D) принимаем равным 10 см, частоту вращения коленчатого вала 5500 мин-1, мощность двигателя 50 кВт. Площадь поршня (FП) с диаметром 10 см равна 78 см2.
3. Определим среднюю скорость поршня:
м/с.
6.6)
Учитывая, что сечение на входе в карбюратор в 2 раза меньше сечения поршня, то скорость uo = 2 ·18,3 = 36,6 м/c.
.
(6.7)
Перепад давления в поплавковой камере и диффузоре принимаем 0,1 атм (разрежение), абсолютное давление будет равно 0,9 ·105 Па.
.
(6.8)
Скорость
воздуха в диффузоре
м/с . (6.9)
4. Составим уравнение неразрывности потока воздуха для входа в карбюратор и в диффузор
.
(6.10)
Площадь
в сечении О-О
равна
.
5. Найдём площадь в сечении Д-Д, используя уравнение 6.10:
.
Определив площадь диффузора, находим его диаметр:
.
(6.11)
Таким же способом находим диаметр в сечении О-О:
.
(6.12)
Из
формулы (6.4) следует, что
м/с.
6. Определим скорость на выходе из жиклёра
м/с,
(6.13)
где
− плотность топлива (для бензина
кг/м3).
7. Найдем часовой расход топлива:
,
(6.14)
где
кг/(кВт·
ч)
− удельный расход топлива;
− номинальная
мощность двигателя.
кг/ч.
Массовый секундный расход топлива
кг/с
. (6.15)
8. Определим объемный расход (м3/с):
;
(6.16)
;
,
(6.17)
где V – объем топлива; t − время, с.
9. Найдем массовый расход (кг/с)
.
(6.18)
Из формулы 6.18 определим площадь жиклёра
.