2. Пример решения задачи 4
2.1 Бензиновый двигатель
Рассчитываем параметры процесса сгорания:
Б) Количество продуктов сгорания
Так как α = 0,96 < 1, то сгорание является неполным и продукты сгорания будут включать следующие компоненты:
Количество оксида углерода
где коэффициент К = 0,45…0,50. В данном расчете принимается К = 0,5.
Количество диоксида углерода
Количество водорода
Количество водяного пара
Количество азота
Общее количество продуктов сгорания
Объемные доли компонентов в продуктах сгорания
аналогично
Проверка
Коэффициенты молекулярного изменения:
– горючей смеси
– рабочей смеси
Температуру продуктов сгорания Тz в конце сгорания определяем по уравнению
Коэффициент использования теплоты с учетом применения распределенного впрыска топлива принимаем ξz = 0,86 (см. табл.3).
Низшая теплота сгорания бензина среднего состава
(см. табл. 1).
Количество теплоты, потерянной вследствие химической неполноты сгорания бензина при α = 0,96
Температура в конце сжатия
Мольную теплоемкость воздуха при постоянном объеме в конце сжатия определяем методом интерполирования (прил. 1):
Мольная теплоемкость остаточных газов при tc = 469 °C определяется последовательным интерполированием по температуре и коэффициенту избытка воздуха (прил.2).
При α = 0,95
При α = 1,0
Аналогично интерполированием определяется теплоемкость при α = 0,96
Значение постоянных известных величин в уравнении баланса энергии
Для определения tz значения теплоемкостей продуктов сгорания представляем в виде формул (см. табл. 2):
тогда
откуда
Действительное максимальное давление в конце сгорания
Степень повышения давления при сгорании
Полученные значения сравнить с табл.3.
2.2 Дизельный двигатель
Рассчитываем параметры процесса сгорания:
Д) Количество продуктов сгорания при α = 1,5
Количество диоксида углерода
Количество водяного пара
Количество оставшегося кислорода
Количество азота
Общее количество продуктов сгорания
Объемные доли компонентов в продуктах сгорания
аналогично
Проверка
Коэффициенты молекулярного изменения:
– горючей смеси
– рабочей смеси
Температуру продуктов сгорания Тz в конце сгорания определяем по уравнению баланса энергии:
Коэффициент использования теплоты ξz для дизеля с неразделенной камерой сгорания и объемно-пленочным смесеобразованием принимаем ξz = 0,80 (см. табл.3).
Низшая теплота сгорания дизельного топлива Нu = 42500 кДж/кг (см. табл.1).
Максимальное давление сгорания в дизелях находится в пределах рz = 7,5…12 МПа. Большие значения имеют место в дизелях с наддувом. Для рассчитываемого дизеля принимаем рz = 8 МПа.
Степень повышения давления при сгорании
Температура воздуха в конце сжатия
Мольную теплоемкость воздуха при постоянном объеме и tс = 664 ºC определяем методом интерполяции по таблице прил.1.
Мольная теплоемкость остаточных газов при tc = 664 °C и α = 1,5 (прил. 3)
Преобразуем уравнение баланса энергии, подставив в него известные величины
Это уравнение решаем методом последовательных приближений В нулевом приближении принимаем
Первое приближение (α=1,5):
(прилож. 3)
Второе приближение:
Сходимость
Третье приближение
Сходимость
Принимаем
Степень предварительного расширения
Полученные показатели сравнить с их значениями в табл. 3.