13.2. Определение среднего показателя политропы расширения n2 .

13.3. Определение давления в конце процесса расширения.

13.4. Определение температуры в конце процесса расширения.

13.5.Проверка ранее принятой температуры T_r .

13.6. Определение погрешности расчёта.

14. Индикаторные параметры рабочего тела.

14.1.Теоретическое среднее индикаторное давление.

14.2. Среднее индикаторное давление.

14.3. Определение индикаторного КПД.

14.4. Определение индикаторного удельного расхода топлива.

14.5. Среднее давление механических потерь.

14.6. Определение средней скорости поршня.

14.7. Среднее эффективное давление.

14.8. Определение механического КПД.

14.9. Определение эффективного КПД.

14.10. Определение эффективного удельного расхода топлива.

15. Мощностные форсажные массогабаритные показатели и параметры тепловой, механической и динамической напряжённости ДВС.

15.1. Определение эффективной мощности ДВС.

15.2 Определение литровой мощности.

15.3. Определение эффективного крутящего момента.

15.4. Определение часового расхода топлива.

15.5. Определение площади поршня.

16. Тепловой баланс проектируемого ДВС.

16.1. Определение теплоты эквивалентной эффективной мощности.

16.2. Определение теплоты отведенной в охлаждающую среду.

16.3. Теплота, потерянная с уходящими газами.

16.4. Теплота, потерянная от химической неполноты сгорания.

16.5. Теплота, введённая в ДВС.

16.6. Неучтённые потери теплоты.

16.7. Проверка расчётов.

Тепловой расчёт

Вданном примере расчета можно использовать свой класс точности..(после прочтения стереть)

1. По заданному литражу выбираю прототип:

ГАЗ – 3111-113

2. Размеры цилиндров и скорость поршня.

Ход поршня рассчитываем исходя из заданного литража (2,52 л) и отношения S/D. Принимаю S/D = 1, т.е. короткоходный двигатель.

D =100· = 92,91 мм;

Принимаем: S = 93 мм -ход поршня;

D = 93 мм -диаметр поршня.

Степень сжатие задана ε = 10,1.

V_ср = S n_N/3·10⁴ = 93·4500/ 3·10⁴ = 13,95 м/с.

3. Расчётные режимы по частоте (заданы).

n_min = 875 min^-¹ – минимальная частота;

n_м = 2250 min^-¹ – частота при максимальном моменте;

n_N = 4500 min^-¹ – частота при максимальной мощности;

n_max = 4950 min^-¹ – максимальная частота.

4. Марка топлива.

АИ-92, где 92- октановое число установленное по исследовательскому методу.

5. Определяем низшую теплоту сгорания топлива, параметры рабочего тела при заданном ε = 10,1 и бензине АИ-92 средний элемент, состав и молекулярная масса бензина по формуле:

C = 0,855; H = 0,145; m_т = 115 кг/кмоль.

Н_u = 33,91C +125H - 10,89(O-S)-2,51(9H+W),

где W = 0; O = 0; S = 0.

Отсутствует влага и сера.

Подставим:

Н_u = 33,91· 0,855+125,6· 0,145-2,51·(9· 0,145+0) = 43,93 кДж/кг·топлива

Параметры рабочего тела.

а) Определяю кол-во воздуха для полного сгорания топлива.

L_o = (1/0,208)(C/12+H/4-O/32),

L_o = (1/0,208)·(0,85/12+0,145/4) = 0,517 кмоль воздуха/кг топлива.

б)

l_o = (1/0,23)·(8/3·C+8·H-0),

l_o = (1/0,23)·(8/3·0,855+8·0,145) = 14,957 кг воздуха/кг топлива.

6. Коэффициент избытка воздуха

α = L_g/L_o = l_g / l_o,

где L_g, l_g - соответственно кол-во кмолей и кол-во кг воздуха содержащегося в составе свежей смеси; L_o,l_o - соответственно кол-во кмолей и кол-во кг воздуха теоретически необходимого (стехиометрическое) для полного сгорания одного кг топлива.

Значение величин α задано в задании при соответствующих частотах

n_min = α = 0,96; n_м = α = 1; n_N = α =1; n_max = α = 0,98.

7. Кол-во свежей смеси.

M₁ = α·L_o+1/m_т,

где α – коэффициент избытка воздуха, m_т = 115 кг/кмоль – молекулярная масса топлива.

M₁ (n_min) = 0,96·0,517+1/115 = 0,5049 кмоль свежей смеси/кг топлива;

M₁(n_м ) = 1·0,517 +1/115 = 0,52552 кмоль свежей смеси/кг топлива;

М1(nN)=1·0,517+1/115=0,52552 кмоль свежей смеси/кг топлива;

M₁(n_max) = 0,84·0,517+1/115 = 0,51519 кмоль свежей смеси/кг топлива.

8. Кол-во отдельных компонентов продуктов сгорания.

Принимаем K = 0,47 (для бензина K = 0,45 … 0,5),

где K - коэффициент, определяющий отношение кол-во водорода (H₂) к кол-ву окиси углерода (CO) содержащегося в продуктах сгорания.

M_co2 = (C/12)-2·((1- α)/(1+K))·0,208·L_o; M_co = 2·1- α/1+K·0,208·L_o;

M_H2O = (H/2)- 2K ·((1- α)/(1+K))·0,208·L_o; M_H2 = 2K·1- α/1+K·0,208·L_o;

M_N2 = 0,792·α·L_o;

M_co2 (n_min) = (0,855/12)-2·[(1-0,96)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0,0654 кмоль CO₂ /кг топлива;

M_co (n_min) = 2· [(1-0,96)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0,00585 кмоль CO /кг топлива;

M_H2O (n_min) = (0,145/2)-2·0,47·[(1-0,96)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0,07 кмоль H2O /кг топлива;

M_H2 (n_min) = 2·0,47·[(1-0,96)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0,00275 кмоль H₂ /кг топлива;

M_N2 (n_min) = 0,792·0,96·0,517 = 0,39295 кмоль N₂ /кг топлива;

M_co2 (n_м ) = (0,855/12)-2·[(1-1)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0,07125 кмоль CO₂ /кг топлива;

M_co (n_м ) = 2·[(1-1)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0 кмоль CO /кг топлива;

M_H2O (n_м ) = (0,145/2)-2·0,47·[(1-1)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0,073 кмоль H₂O /кг топлива;

M_H2 (n_м ) = 2·0,47·[(1-1)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0 кмоль H₂ /кг топлива;

M_N2 (n_м ) = 0,792·1·0,517 = 0,40933 кмоль N₂ /кг топлива;

M_co2 (n_N ) = (0,855/12)-2·[(1-1)/(1+0,5)]·0,208·0,517 = 0,07125 кмоль CO₂ /кг топлива;

M_co (n_N ) = 2·[(1-1)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0 кмоль CO /кг топлива;

M_H2O (n_N ) = (0,145/2)-2·0,47·[(1-1)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0,073 кмоль H₂O /кг топлива;

M_H2 (n_N ) = 2·0,47·[(1-1)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0 кмоль H₂ /кг топлива;

M_N2 (n_N ) = 0,792·1·0,517 = 0,40114 кмоль N₂ /кг топлива;

M_co2 (n_max) = (0,855/12)-2·[(1-0,98)/(1+0,5)]·0,208·0,517 = 0,06832 кмоль CO₂ /кг топлива;

M_co (n_max) = 2·[(1-0,98)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0,00293 кмоль CO /кг топлива;

M_H2O (n_max) = (0,145/2)-2·0,47·[(1-0,98)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0,071 кмоль H₂O /кг топлива;

M_H2 (n_max) = 2·0,47·[(1-0,98)/(1+0,47)]·0,208·0,517 = 0,001375 кмоль H₂ /кг топлива;

M_N2 (n_max) = 0,792·0,98·0,517 = 0,40114 кмоль N₂ /кг топлива;

9. Общее кол-во продуктов сгорания.

M₂ = M_co2+M_co+M_H2O+M_H2+M_N2,

M₂ (n_min) =0,0654+0,00585034+0,06975+0,00275+0,39295=0,53670385 кмоль продуктов сгорания/кг топлива;

M₂(n_м ) = 0,07125+0+0,0725+0+0,40933=0,55307692 кмоль продуктов сгорания/кг топлива;

M₂(n_N ) = 0,07125+0+0,0725+0+0,40933=0,55307692 кмоль продуктов сгорания/кг топлива;

M₂(n_max) = 0,06832+0,00292517+0,07113+0,00137+0,40114=0,54489038 кмоль продуктов сгорания/кг топлива;

Таблица 1