1.2 Расчет процесса сжатия

Средние мольные теплоемкости сухого воздуха определяются по формулам, кДж/(кмольК),

;
,

Средние мольные теплоемкости чистых продуктов сгорания, кДж/(кмольК):

;
.

Средняя мольная изохорная теплоемкость смеси и продуктов сгорания (момент сгорания, когда доля сгоревшего топлива равна ) для принятого состава топлива определится согласно правилу смешения для газов определится по формуле, кДж/(кмольК):

.

Для конца процесса сжатия, (точка с, = 0)

=19.27+0.025·852,4=21.43:

где

; аvc=[1.21·0.02+19.26·2.09(1+0.02)]/[2.09(1+0.02)]=19.27;
; bc=[0.0025·2.09(1+0.02)+0.0011·0.02]/[2.09(1+0.02)]=0.0025.

В конце видимого процесса сгорания (точка z):

;
; аvz=2.52·0.87+1.21·0.02+19.26·2.09(1+0.02) =19.78 2.09(1+0.02)+0.064·0.87
; b z=0.00133·0.87+0.0011·0.02+0.0025·2.09(1+0.02) =0.0029 2.09(1+0.02)+0.064·0.87

В конце процесса сгорания ( = 1, точка b):

,

где

; avb=[2.52+1.21·0.02+19.26·2.09(1+0.02)]/[2.09(1+0.02)+0.064]=19.855;
; bb=[0.00133+0.0011·0.02+0.0025·2.09(1+0.02)]/[2.09(1+0.02)+0.064]=0.00304.

Средняя мольная изобарная теплоемкость рабочей смеси (P = const), определится, кДж/(кмольК):

Средний показатель политропы сжатия определяется по выражению:

; n1-1=8.315/[19.27+0.00251·345.3(11.5n1-1+1)]; n1=1.37.

Решение уравнения относительно n₁ проводится с использованием приближенных методов (метод половинного деления).

Параметры рабочей смеси в конце процесса сжатия, давление МПа:

=0.158·11.51.37=4.49 МПа;

температура в конце процесса сжатия, К:

=345.3·11.51.37-1=852.4 K.

1.3 Расчет процесса сгорания

Низшая теплота сгорания топлива рассчитывается по формуле Менделеева с учетом принятого элементарного состава, кДж/кг:

; HU=33913·0.85+102995·0.132-10885(0.013-0.0005)=42334.31 ДТПЛФ Омскнефтеоргсинтез: (элементарный состав топлива) =865 кг/м3 ,C=85 %,H=13,2 %, О=1,3 %, S=0,5 % .

Количество воздуха для сгорания, кмоль/кг:

теоретически необходимое –

; L0=(0.85/12+0.132/4-0.013/32)/0.21=0.499;

действительное –

=2.09·0.499=1.043.

Коэффициент молекулярного изменения:

химический –

=1+(8·0.132+0.013)/(32·2.09·0.499)=1.032;

действительный –

=(1.032+0.02)/(1+0.02)=1.031.

Доля топлива, сгоревшего в точке z:

=0.8/0.9=0.889,

где = 0.8 – коэффициент использования теплоты в точке “z”;

= 0.9 – коэффициент использования теплоты к концу сгорания.

Значения коэффициентов использования теплоты и : для тихоходных дизелей – = 0,75–0,85 и = 0,86–0,92, для быстроходных – = 0,70–0,80 и

= 0,84–0,90

Коэффициент молекулярного изменения в точке z:

=1+0.889(1.032-1)/(1+0.02)=1.028.

Средняя мольная изобарная теплоемкость смеси в точке z, кДж/(кмольК):

=4.187+19.84+0.003∙Tz;

Температура рабочего тела в конце видимого сгорания (точка z) определяется в результате решения термодинамического уравнения сгорания:

;(0.8·42334.31)/(2.09·0.499)+(21.43+8.315·1.51)852.4+0.02((19.84+0.003· ·Tz)+8.315·1.51)·852.4=1.028(1+0.02)(24.027+0.003·Tz)Tz; Тz=(-25.085+√25.0852-4∙0.00315∙64977.327)/(2∙0.00315)= =2058.3 K2100 K.

где  = 1.51– степень повышения давления в цилиндре двигателя при изохорическом сгорании топлива;

;
;

При расчетах рабочего цикла обычно задаются степенью повышения

давления , определяющей максимальное давление сгорания, МПа:

=1.51∙4.49=6.78 МПа.