2.5 Процесс сжатия

С учетом характерных значений показателя политропы сжатия для заданных параметров двигателя принимаем n₁=1,41-100/n_H=1,41-100/2300=

=1,365.

Давление и температура в конце сжатия:

Р_с=Р_а·εⁿ¹=0,0892·17^1,365=4,26 МПа (12)

Т_с=Т_а·ε ^n1-1=323,37·17^1,365-1=909,52 К (13)

Средняя молярная теплоемкость заряда (воздуха) в конце сжатия:

μс_vc= 20,16+1,74·10^-3·Т_с=

= 20,16+1,74·10^-3·909,52=21,74 кДж/(кмоль град) (14)

Число молей остаточных газов:

М_r= α·γ_r·L_о= 1,45·0,027·0,5= 0,0195 кмоля. (15)

Число молей газов в конце сжатия до сгорания:

М_с= М₁+М_r= 0,725+0,0195=0,7445 кмоля. (16)

2.6 Процесс сгорания

Средняя молярная теплоемкость продуктов сгорания в дизеле:

μс_pz=(20,2+0,92/α)+(15,5+13,8/ α)·10^-4·T_z+8,314=

=(20,2+0,92/1,45)+(15,5+13,8/1,45)·10^-4·T_z+8,314=29,149+0,0025T_z кДж/(кмоль·град) (17)

Число молей газов после сгорания:

М_z= М₂+М_r= 0,7503+0,0195=0,7698 кмоля (18)

Расчетный коэффициент молекулярного изменения:

β= М_z/М_с =0,7698/0,7445=1,033 (19)

Принимаем коэффициент использования теплоты ξ= 0,85. Тогда количество теплоты, передаваемой газам на участке с z z при сгорании 1 кг топлива:

Q=ξ·Q_н= 0,85·42500=36000 кДж/кг (20)

В дизеле без наддува для ограничения максимального давления сгорани принимаем большее значение степени повышения давления, чем в дизеле наддувом: λ = 1,85.

Температуру в конце сгорания определяют из уравнения сгорания:

β∙μс_pzT_z=Q/ [α·L_о·(1+γ_r)] + Т_с (μ_cvc + 8,314λ) (21)

1,033(29,145+0,0025T_z)T_z=36000/(1,45·0,5·(1+0,027)+909,52·(21,66+8,314×1,85)=82103,81

0,0025 ∙ T_z² + 30,1109T_z­ – 82103,81=0

T_z =

Давление в конце сжатия:

P_z= P_c·λ=4,26·1.85= 7,88 МПа (22)

Степень предварительного расширения:

ρ=(β·T_z)/(λ·Т_с)=(1,033·2290)/(1,85·909,52)=1,4 (23)

2.7 Процесс расширения

Степень последующего расширения:

δ=ε/ρ=17/ 1,4= 12,14 (24)

С учетом характерных значений показателя политропы расширения для заданных параметров дизеля принимаем n₂= 1,18. Тогда:

(25)

(26)

Проверим правильность ранее принятой температуры остаточных газов:

(27)

Δ=((965-930)/965)·100%=3,62 % (28)

(допустимое значение Δ= 5 %).

2.8 Индикаторные параметры рабочего цикла двигателя

Среднее индикаторное давление цикла для неокругленной индикаторной диаграммы:

(29)

Принимаем коэффициент полноты индикаторной диаграммы v=0,95. Среднее индикаторное давление:

(30)

Индикаторный КПД:

η_i = p_i·α·lо/(Q_нρ_кη_v)=(1,216·1,45·14,5)/(42,5·1,19·0,83)=0,609 (31)

Индикаторный удельный расход топлива:

(32)