1.Тепловой расчет двигателя

Исходные данные: Тип двигателя - дизельный;

Эффективная мощность – N_e=189 (кВт);

Номинальная частота вращения – n_N = 2550 (мин ^-1);

Число цилиндров – i = 6;

Степень сжатия - ɛ = 14,7;

1.1.Химические реакции при сгорании топлива

Для полного сгорания массовой или объемной единицы топлива необходимо вполне определенное количество воздуха, которое называется теоретически необходимым и определяется по элементарному составу топлива.

Средний элементарный состав дизельного топлива:

С ,Н,О - массовые доли углерода, водорода и кислорода в 1кг топлива

С = 0,87(кг); H =0,126(кг); О = 0,004(кг)

Теоретически необходимое количество воздуха l₀ , определяется по формуле:

l₀ = (1)

где , l₀ – теоретически необходимое количество воздуха в (кг) для сгорания 1кг топлива

0,23 – массовое содержание кислорода в 1 кг воздуха

l₀ = 4,35·(2,67·0,87+8·0,126 - 0,004) =14,46

L₀ = (2)

L₀ – теоретически необходимое количество воздуха в (кмоль) для сгорания 1кг

0,208 – объёмное содержание кислорода в 1 кмоль воздуха

L₀ = 4,8· = 0,5

Отношение действительного количества воздуха l (или L), участвующего в сгорании 1 кг топлива, к теоретически необходимому количеству воздуха l₀ (или L₀) называется коэффициентом избытка воздуха:

α = 1,5

Количество горючей смеси(свежего заряда) М₁ , для двигателей с воспламенением от сжатия определяется по формуле:

М₁ = α·L₀ (3)

М₁ – количество горючей смеси

α – коэффициент избытка воздуха

М₁ = 1,5·0,5 = 0,75

Для любого топлива масса m₁ , горючей смеси:

m₁ = α·l₀ +1 (4)

m₁ – массовое количество горючей смеси

m₁ = 1,5·14,46 + 1 = 22,7

При полном сгорании топлива (α ≥ 1) продукты сгорания состоят из углекислого газа CO₂, водяного пара H₂O, избыточного кислорода O₂ и азота N₂.

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания жидкого топлива при α ≥ 1:

углекислого газа

М_CO2 = (5)

М_CO2 = = 0,07

водяного пара

М_H2O = (6)

М_H2O = = 0,06

кислорода

M_O2 = 0,208·(α-1) ·L₀ (7)

M_O2 = 0,208·(1,5 – 1)·0,5 = 0,05

азота

М_N2 = 0,792· α·L₀ (8)

М_N2 = 0,792 ·1,5·0,5 = 0,6

Общее количество продуктов неполного сгорания жидкого топлива определяется по формуле:

М₂ = М_CO2 + М_H2O + M_O2 + М_N2 (9)

М₂ = 0,07 + 0,06 + 0,05 + 0,6 = 0,78

Изменение количества молей рабочего тела при сгорании ∆М , определяется как разность:

∆М = М₂ - М₁ (10)

∆М = 0,78 – 0,75 = 0,03

Относительное изменение объёма при сгорании характеризуется величиной химического коэффициента молекулярного изменения горючей смеси µ₀ , который представляет собой отношение количества молей продуктов сгорания к количеству молей горючей смеси.

Химический коэффициент молекулярного изменения горючей смеси µ₀ вычисляется по формуле:

µ₀ = (11)

µ₀ = = 1,04