2.3.1.1. Исходные данные для термодинамического расчёта.

Для термодинамического расчёта исходным является элементарный состав топлива.

1) Массовая доля отдельного элемента находится по формуле:

, (2.4)

где: - молекулярная масса элемента;

- число атомов элемента в молекуле;

- молекулярная масса всего вещества.

2) Соотношение компонентов

Мольное стехиометрическое соотношение компонентов топлива – наименьшее число молей окислителя, необходимое для полного окисления одного моля горючего.

(2.5)

Массовое стехиометрическое соотношение:

, (2.6)

где: и - молекулярные массы окислителя и горючего.

Действительное соотношение компонентов отличается от стехиометрического и оценивается коэффициентом избытка окислителя

, (2.7)

3) Плотность топлива

Это расчётная величина, равная суммарной массе топлива, делённой на объём, при заданных соотношениях компонентов.

4) Энтальпия топлива

Суммарное содержание энергии в топливе определяется общей энтальпией:

, (2.8)

где: - физическая энтальпия, т.е. то количество теплоты, которое затрачивается на нагревание данного вещества от до температуры , при которой она используется в двигателе.

- химическая энергия - тепловой эффект реакции образования данного вещества.

5) Состав П.С.

Состав П.С. определяется исходным составом топлива и зависит от температуры и давления, а также от полноты сгорания.

Доля данного топлива исходными элементами являются:

Термодинамический расчёт включает уравнения четырёх видов:

1) уравнение топливного баланса,

2) уравнение материального баланса,

3) уравнение химического равновесия при искомой ,

4) уравнение баланса парциальных давлений.

2.3.1.2. Уравнение теплового баланса.

Оно выражает закон сохранения энергии. Так как общий закон энергии характеризуется полной энтальпией, то полная энтальпия 1 кг топлива равна полной энтальпии 1 кг П.С.

Уравнение теплового баланса в общем виде:

(2.9)

Энтальпия топлива:

(2.10)

Полная энтальпия П.С.:

(2.11)

Уравнение теплового баланса примет вид:

(2.12)

2.3.1.3. Уравнение материального баланса.

Выражает закон сохранения вещества или равенство количеств отдельных элементов в топливе и П.С.

Уравнение материального баланса в общем виде:

(2.13)

где: - молекулярная масса элемента;

- число атомов элемента в компоненте смеси П.С.

- число молей элемента.