Тепловой расчет двигателя

Степень сжатия проектируемого двигателя e =7,5. В качестве топлива выбираем бензин марки А-76.

Элементарный состав топлива: С+Н+О=1

где C=0,855; H=0,145; О=0.

Молекулярная масса топлива: МT=115 кг/кмоль.

Низшая теплота сгорания топлива:

Нu=33,91C+125,60H-10,89(O-S)-2,51(9H+W);

Нu=33,91*0,855+125,60*0,145-2,51(9*0,145)=43930 кДж/кг.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива:

кг возд./кг топл.

кмоль возд./кг топл.

Коэффициент избытка воздуха α принимаем равным 0,96 для получения оптимального соотношения экономичности и мощности проектируемого двигателя.

Количество горючей смеси: М1 = aLo+1/ mт = 0,96*0,516+1/115= 0,5050 кмоль.

При неполном сгорании топлива ( a<1 ) продукты сгорания представляют собой смесь окиси углерода (СО), углекислого газа (СО2) , водяного пара (Н2О), свободного водорода (Н2) , и азота (N2) . Количество отдельных составляющих продуктов сгорания и их сумма при К=0,5 (К-постоянная зависящая от отношения количества водорода к окиси углерода, содержащихся в продуктах сгорания):

МСО =2*[(1-a)/(1+K)]*0,208*Lo;

МСО =2*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0057 кмоль/кг топл.

МСО=С/12-2*[(1-a)/(1+K)]*0,208*Lo;

МСО=0,855/12-2*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0655 кмоль/кг топл.

МН=2*К*[(1-a)/(1+K)]*0,208*Lo;

МН=2*0,47*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0029 кмоль/кг топл.

МНО=Н/2-2*К*[(1-a)/(1+K)] *0,208*Lo;

МНО=0,145/2-2*0,47*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0696 кмоль/кг топл.

МN=0,792*aLo;

МN=0,792*0,96*0,517=0,393 кмоль/кг топл.

Суммарное количество продуктов сгорания:

М2 =МСО+МСО+МН + МНО + МN;

М2 =0,0073+0,063+0,0034+0,069+0,388=0,5367 кмоль/кг топл.

Проверка:

М2 =С/12+Н/2+0,792*a*Lo;

М2=0,855/12+0,145/2+0,792*0,96*0,517=0,5367 кмоль/кг топл.

Параметры окружающей среды и остаточных газов

Атмосферное давление и температура окружающей среды: po=0,101 МПа; To=293 К. Температуру остаточных газов принимаем на основании опытных данных [1,с.43]:

Тr =1040 К; pr =1,16*po =1,16*0,101=0,11716 МПа.

Давление остаточных газов Рr можно получить на номинальном режиме:

РrN=1,18*Р0=0,118 Мпа

Ар=(РrN - Р0*1,035) *108/(nN2*Р0)=0,716

Находим давление остаточных газов Рr:

Рr= Р0* (1.035+ Ар*10-8*n2)

Рr=0,101* (1,035+0,716*10-8*45002)=0,118 МПа

Процесс впуска

Температуру подогрева свежего заряда принимаем на основании опытных данных [1,с.44]: DТ=8 0 C.

Плотность заряда на впуске: ρо= р0 *106 /(RВ*TО) =0,101*106/(287*293) =1,189 кг/м3,

где р0 =0,101 МПа; Т0 =293 К; RВ - удельная газовая постоянная равная 287 Дж/(кг* град).

Давление заряда в конце наполнения Ра принимаем на основании рекомендаций [1,с.44] в зависимости от средней скорости поршня Сп=S*n/30, где S - ход поршня, n-заданная частота вращения коленвала двигателя: Сп =0,092 *4500/30=9,51 м/с.

Принимаем ра=0,0909 МПа.

Коэффициент остаточных газов:

γr=,

где jоч - коэффициент очистки; jдоз -коэффициент дозарядки (без учета продувки и

дозарядки jоч=1; jдоз=0,95).

γr==0,07.

Температура заряда в конце впуска:

Та =(To +DТ + γr*Тr)/(1+ γr);

Та =(293+8+0,07*1040)/(1+0,07)= 349,3 К.

Коэффициент наполнения:

;

Статьи по теме:

Автокраны малого класса
Малый класс автокранов соответствует 1-ой и 2-ой размерным группам (промежуточная грузоподъемность на канатах 4 .5 и 6,3 .8 т). В обывательском смысле автокраны этой группы называют гидроманипулятора ...

Нормативные расходы топлива по линейным нормам с учетом надбавок
Нормативные расходы топлива по линейным нормам с учетом надбавок рассчитываем по формуле (3): Qнн=Qн*k, (3) где k-поправочный коэффициент. Размеры поправочных коэффициентов (надбавок) к нормативным р ...

Анализ устойчивости и расчет переходного процесса системы автоматического регулирования скорости
Структурная схема системы Рис. 5 Система с гидроусилителем и изодромной обратной связью Передаточная функция и характеристическое уравнение системы Характеристическое уравнение: Для упрощения анализа ...