Результаты расчётов процесса сжатия.

параметры		nmin	nм	nN	nmax
1	n, min^-¹	875	2250	4500	4950
2	К1	1,3765	1,3765	1,3765	1,3765
3	N1	1,3763	1,3763	1,3763	1,3763
4	Pс	2,399	2,330	2,088	2,020
5	Tс	782,218	779,027	778,670	778,910
6	tс	509,218	506,027	505,670	505,910
7	(mCv)^t^c	21,943	21,935	21,934	21,935
8	(mCv^")^t^c	24,081	24,071	24,069	24,121
9	(mCv^')^t^c	22,027	22,012	22,014	22,018

12. Процесс сгорания.

12.1. Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси.

μ₀ = M₂/M₁

μ₀(n_min) = 0,536703846/0,5048495 = 1,06309672

μ₀(n_м) = 0,553076923/0,52552258 = 1,05243228

μ₀(n_N) = 0,553076923/0,52552258 = 1,05243228

μ₀(n_max) = 0,544890385/0,51518604 = 1,05765752

12.2. Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси.

μ = (μ₀+γ_r)/(1+γ_r)

μ(n_min) = (1,0631+0,0405)/(1+0,0405) = 1,060641

μ(n_м) = (1,05243+0,037692)/(1+0,037692) = 1,05053

μ(n_N) = (1,0524323+0,038861)/(1+0,038861) = 1,050471

μ(n_max) = (1,05766+0,039485)/(1+0,039485) = 1,0554674

12.3. Определение потерь теплоты вследствие химической неполноты сгорания (α > 1).

ΔН_u = 119950·(1-α)·L_o

ΔН_u(n_min) = 119950·(1-0,96)·0,517 = 2479,736 кДж/кг·топлива

ΔН_u(n_м) = 119950·(1-1)·0,517 = 0,00 кДж/кг·топлива

ΔН_u(n_N) = 119950·(1-1)·0,517 = 0,00 кДж/кг·топлива

ΔН_u(n_max) = 119950·(1-0,98)·0,517 = 1239,868 кДж/кг·топлива

12.4. Теплота сгорания рабочей смеси.

Н_раб.см.= (Н_u - ΔН_u)/(M₁·(1+γ_r))

Н_раб.см(n_min) = (43929,5-2479,74)/(0,504849·(1+0,0405)) = 78907,45 кДж/кмоль раб.смеси

Н_раб.см(n_м) = (43929,5-0,00)/(0,525523·(1+0,037692)) = 80555,76 кДж/кмоль раб.смеси

Н_раб.см(n_N) = (43929,5-0,00)/(0,525523·(1+0,038861)) = 80465,12 кДж/кмоль раб.смеси

Н_раб.см(n_max) = (43929,5-1239,87)/(0,515186·(1+0,039485)) = 79715,04 кДж/кмоль раб.смеси

12.5. Определение средней мольной теплоты продуктов сгорания.

(mC_v^")^tz = 1/M₂·[M_CО2·(mC″_vСО2)^tc+M_CO·( mC″_vCO)^tc+M_H2O· ·(mC″_vH2O)^tc+M_H2·( mC″_vH2)^tc+ M_N2·( mC″_vN2)^tc]

Значения теплоёмкости (mC_v^")^tc- принимаю по таблице 3.7. в диапазоне от 1501º до 2800ºС.(1)

(mC_v^")^tz(n_min)=(1/0,53670385)·[0,0654·(39,123+0,003349·t_z)+0,0585·(22,49+0,00143·t_z)+0,06975·(26,67+0,004438·t_z)+0,0275·(19,678+0,001758·t_z)+ 0,39295·(21,951+0,001457·t_z)] = 24,651+0,002076209·t_z кДж/(кмоль·град)

(mC_v^")^tz(n_м)=(1/0,55307692)·[0,07125·(39,123+0,003349·t_z)+0·(22,490+ 0,001430∙t_z)+0,0725·(26,67+0,004438·t_z)+0·(19,678+0,001758·t_z)+0,40933· (21,951+ +0,001457·t_z)]= 24,78177+0,0020915·t_z кДж/(кмоль·град)

(mC_v^")^tz(n_N)=(1/0,55307692)·[0,07125·(39,123+0,003349·t_z)+0·(22,49+ 0,00143·t_z)+0,0725·(26,67+0,004438·t_z)+0·(19,678+0,001758·t_z)+0,40933· (21,951+0,001457·t_z)]= 24,78177+0,0020915·t_z кДж/(кмоль·град)

(mC_v^")^tz(n_max) = 1/0,54489038·[0,06832·(39,123+0,003349·t_z)+ +0,00293·(22,49+0,00143·t_z)+0,07113·(26,67+0,004438·t_z)+ +0,00137·(19,678+0,001758·t_z)+0,40114·(21,951+0,001457·t_z)]= =24,71736+0,002093969·t_z кДж/(кмоль·град)

12.6. Определение температуры в конце видимого сгорания.

ξ _z·Н_раб.см+(mC_v^')^tc·t_c = μ·(mC_v^")^tz·t_z , где ξ _z – коэффициент использованной теплоты (выбираю по графику) рис.5.2.(для впрыска 5.1для карб.дв.)

ξ _z(n_min) = 0,875; ξ _z(n_м) = 0,95; ξ _z(n_N) = 0,9925; ξ _z(n_max) = 0,995.

Для n_min

0,875·78907,45+22,027·509,218 = 1,060641·(24,651+0,002076209·t_z) ·t_z

80260,3155 =26,1459·t_z+0,00220211·t_z²

0,00220211 tz²+26,1459tz -80260,3155=0

t_z =2530,424°C.

Для n_м

0,95·80555,76+22,012·506,027 = 1,050528·(24,78177+0,0020915·t_z) ·t_z

87666,8896 = 26,0339·t_z+0,00219718·t_z²

0,00219718 tz²+26,0339tz -87666,8896=0

t_z = 2735,754°C.

Для n_N

0,9925·80465,12+22,014·505,67 = 1,050471·(24,78177+0,0020915·t_z) ·t_z

90993,3626= 26,0325·t_z+0,00219706·t_z²

0,00219706 tz²+26,0325tz -90993,3626=0

t_z = 2822,855°C.

Для n_max

0,955·79715,04+22,018·505,91 = 1,055467·(24,71736+0,002083969·t_z) ·t_z

90455,4 = 26,0884·t_z+0,00219956·t_z²

0,00219956 tz²+26,0884tz -90455,4001=0

t_z =2804,253°C.

12.7. Определение максимального теоретического значения давления в конце сгорания.

P_z = P_c·μ·T_z/T_c , где T_z = t_z+273ºС

P_z(n_min) = 2,399·1,060641·2803,42/782,218 = 9,119 МПа

P_z(n_м) = 2,330·1,050528·3008,75/779,027 = 9,455 МПа

P_z(n_N) = 2,088·1,050471·3095,86/778,67= 8,720 МПа

P_z(n_max) = 2,020·1,05546741·3077,25/778,910 = 8,423 МПа

12.8. Действительное максимальное давление в конце сгорания.

P_zд = 0,85·P_z

P_zд(n_min) = 0,85·9,119 = 7,752 МПа

P_zд(n_м) = 0,85·9,455 = 8,037 МПа

P_zд(n_N) = 0,85·8,720 = 7,412 МПа

P_zд(n_max) = 0,85·8,423 = 7,159 МПа

12.9. Определение степени повышения давления.

λ = P_z/ P_с

λ(n_min) = 9,119/2,399 = 3,801

λ(n_м) = 9,445/2,330 = 4,057

λ(n_N) = 8,720/2,088 = 4,176

λ(n_max) = 8,423/2,020 = 4,17

Таблица 4

Результаты расчётов процесса сгорания.

параметры		nmin	nм	nN	nmax
1	n, min^-¹	875	2250	4500	4950
2	μ0	1,06310	1,05243	1,05243	1,05766
3	μ	1,06064	1,05053	1,05047	1,05547
4	ΔНu	2479,736	0,00	0,00	1239,868
5	Нраб.см	78907,447	80555,76	80465,12	79715,038
6	(mCv^")^t^z	24,7+ +0,002076·tz	24,8+ +0,002092·tz	24,8+ +0,002092·tz	24,7+ +0,002084·tz
7	ξ z	0,875	0,95	0,995	0,995
8	tz	2530,42	2735,75	2822,86	2804,25
9	Tz	2803,42	3008,75	3095,86	3077,25
10	Pz	9,119	9,455	8,720	8,423
11	Pzд	7,752	8,037	7,412	7,159
12	λ	3,801	4,057	4,176	4,170

13. Процесс расширения и впуска.

13.1. Определение среднего показателя адиабаты расширения K₂ (см. рис.4.8. «Номограмма определения показателя адиабаты расширения K₂ для бензинового двигателя»). (1)

K₂(n_min) = 1,25; K₂(n_м) = 1,24719; K₂(n_N) = 1,24654; K₂(n_max) = 1,24783.

13.2. Определение среднего показателя политропы расширения n₂ .

n₂ = K₂-Δ

n₂(n_min) = 1,2492

n₂(n_м) = 1,24639

n₂(n_N) = 1,24574

n₂(n_max) = 1,24703

13.3. Определение давления в конце процесса расширения.

P_b = P_z/εⁿ²

P_b(n_min) = 9,19/10,1^1,2492 = 0,50742287 МПа

P_b(n_м) = 9,455/10,1^1,24639 = 0,52953825 МПа

P_b(n_N) = 8,720/10,1^1,24574= 0,48907518 МПа

P_b(n_max) = 8,423/10,1^1,24703 = 0,47100306 МПа

13.4. Определение температуры в конце процесса расширения.

T_b = T_z/ε^n2-1

T_b(n_min) = 2803,42/10,1^0,2492 = 1575,476 K

T_b(n_м) = 3008,75/10,1^0,24639 = 1701,892 K

T_b(n_N) = 3095,86/10,1^0,24574 = 1753,795 K

T_b(n_max) = 3077,25/10,1^0,24703 = 1738,064 K

13.5.Проверка ранее принятой температуры T_r .

T_r = T_b/ ³√ P_b/ P_r

T_r(n_min) = 1575,476/³√0,507422866/0,103746 = 928,137 К

T_r(n_м) = 1701,892/³√0,529538253/0,105125 = 992,814 К

T_r(n_N) = 1753,795/³√0,489075182/0,11 = 1066,56 К

T_r(n_max) = 1738,064/³√0,47100306/0,111365 = 1074,75 К

13.6. Определение погрешности расчёта (допустимая погрешность не более 5%).

ΔT_r = [(T_r - T_{r р.п.})/ T_{r р.п.}]·100%

ΔT_r(n_min) = [(928,137-910)/910]·100% = 1,993%

ΔT_r(n_м) = [(992,814-967,5)/967,5]·100% = 2,616%

ΔT_r(n_N) = [(1066,56-1025)/1025]·100% = 4,054%

ΔT_r(n_max) = [(1074,75-1032,5)/1074,75]·100% = 3,931%

Таблица 5