Читать курсовая по транспорту, грузоперевозкам: "Расчет рабочего процесса тепловозного двигателя внутреннего сгорания" Страница 3

(Назад) (Cкачать работу)

При определении мольной теплоемкостиобычно пренебрегают влиянием остаточных газов, считая свежий заряд состоящим только из воздуха. Так эта теплоемкость определяется для температуры Тс, то найдем ее по формуле (20):

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания зависит от Tz, которая нам пока не известна, что затрудняет решение уравнения сгорания. Рекомендуется следующий метод решения. Считая рабочие газы состоящими из «чистых» продуктов сгорания (при a = 1) и избыточного воздуха, можно записать:

(21)

где значения коэффициентов k1 k2 и значения теплоемкости можно найти по формулам:

(22)

(23)

Т.к. расчет ведется для температуры Тz, то:

Тогда: (24)

Мольная теплоемкость «чистых» продуктов сгораниянезначительно изменяется в зависимости от сорта топлива, сжигаемого в двигателе. Поэтому для любого состава топлива можно принять:

(25)

В данном выражении (25) неизвестное значение TZ, для определения которого необходимо подставить неизвестное , найденные коэффициенты k1 k2 в (22) и (23), а так же(24) в выражение (21):

Подставляем полученное выражение в уравнение сгорания (20) и получаем квадратное уравнение относительно Tz:

Решая это уравнение, определяем температуру сгорания, которая получается Tz= 1701,98 К.

После определения температуры Tz находим степень предварительного расширения r по формуле:

(26)

Необходимо так же и проконтролировать полученные значения Pz и Tz с помощью следующих данных: для двигателей средней быстроходности Pz = 6,0…12,0 МПа, Tz =1700…1900 К; для быстроходных двигателей Pz = 6,0…13,0МПа, Tz =1800…2000 К.

Соответствие значений Pz и Tz можно также проконтролировать по опытным данным двигателя-прототипа. Необходимо помнить, что стремление к форсировке двигателя по степени наддува неизбежно приводит к увеличению Рz. Однако, Рz > 13 МПа нежелательны, так как вызывают перенапряжение деталей кривошипно-шатунного механизма и утяжеление двигателя.

Нежелательно и увеличение температуры сгорания Tz свыше 2000 К, которая у нас получилась Tz= 1701,98 К, так как это способствует более интенсивной диссоциации газов, сопровождающейся отъемом тепла от рабочего тела и снижением xz. Но полученное значение удовлетворяет условию и, следовательно, принимать условий по снижению температуры не нужно. Снижение температуры Tz можно достигнуть за счет снижения Та и увеличения коэффициента избытка воздуха a.

Процесс расширения.

Степень последующего расширения:

(27)

Параметры конца процесса расширения (давление и температура в конце расширения) вычисляются по формулам:

(28)

(29)

где n2 - показатель политропы расширения определяется исходя из баланса теплоты за период расширения. По опытным данным выбирается в диапазоне от n2 =1,21….1,28; принимаем, равный n2 = 1,21.

Далее значения показателя политропы расширения подставляем в (28) (29) и находим давление и температуру в конце расширения:

1.2 Индикаторные и эффективные показатели рабочего цикла

Средне индикаторное давление вычисляется по формуле:

(30)

где z - коэффициент полноты индикаторной диаграммы, принимаем в диапазоне z = 0,97…0,99 для 4-тактных двигателей. Принимаем z = 0,98.

Выбранное значение z подставляем в формулу

Похожие работы