4.2. Примеры решения задач
Задача 4.2.1.
Определить Тс
и рс
в ДВС с искровым зажиганием (ε = 8,5),
работающем на бензине с α = 0,85 (Lo
= 0,5119 кмоль, М1
= 0,4438 кмоль,
М2
= 0,4875 кмоль),
если Та
= 334,9 К (ta
= 61,9 оС),
ра
= 0,0912 МПа, коэффициент остаточных газов
γ = 0,056 и доли компонентов в продуктах
сгорания: rCO
= 0,0441,
,
,
и
(получены в задачах 1.6.2 и 3.2.1).
Решение.
1. Принимаем (в
нулевом приближении) показатель политропы
сжатия n1о
= 1,37 и по
формуле (4.6) получим температуру
в
нулевом приближении:
739,3 К или tc0
= 466,3 oC.
2. Определяем среднюю молярную теплоемкость и молярную внутреннюю энергию свежего заряда (воздуха) при tа = 61,9 оС по формулам (1.40) и (1.44), а так же данным в табл. 1.2 в интервале температур 0 - 100 оС:
= 20,8075 кДж/(кмоль∙К);
= 20,8075∙334,9 = 6968,43
кДж/кмоль.
3. Определяем среднюю молярную теплоемкость и молярную внутреннюю энергию свежего заряда (воздуха) при tc0 = 466,3 оС, используя данные в табл. 1.2., а так же формулы (1.40) и (1.44) в интервале температур tc0 = 400 – 500 оС:
21,677 КДж/(кмоль∙к);
= 16025,8 кДж/моль.
4. Определяем теплоемкости компонентов в составе продуктов сгорания при температуре ta = 61,9, используя данные табл. 1.2:
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
5. Определяем среднюю молярную теплоемкость и молярную внутреннюю энергию продуктов сгорания при tа = 61,9 оС по формуле (1.44), используя данные в табл. 1.2 в интервале температур tа = 0 – 100 оС:
= 22,195 кДж/(кмоль∙К);
= 7433,1 кДж/кмоль.
6. Определяем среднюю молярную теплоемкость внутреннюю энергию продуктов сгорания при температуре tc0 = 466,3 оС по формулам (1.40) и (1.44) и используя данные табл. 1.2:
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
= 0,0441∙21,68 +
0,102∙35,812 + 0,022∙20,916 +
+ 0,1268∙27,133 + 0,7075∙21,36 = 23,621 кДж/(кмоль∙К);
= 17463,15 кДж/кмоль.
7. По формуле (4.7)
определяем
в
первом приближении:
8. Определяем
температуру
в
первом приближении по формуле (4.6):
737,7 К или tc1
= 464,7 oC.
9. Определяем внутреннюю энергию свежего заряда и продуктов сгорания при температуре tc1 = 464,7 oC (Тс1 = 737,7 К) по формулам (1.40) и (1.44), а так же данным в табл. 1.2.
Внутренняя энергия свежего заряда:
21,672 КДж/(кмоль∙к);
= 15987,4 кДж/моль.
Внутренняя энергия продуктов сгорания:
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
кДж/(кмоль∙К);
= 0,0441∙21,675 +
0,102∙35,791 + 0,022∙20,912 +
+ 0,1268∙27,124 + 0,7075∙21,356 = 23,616 кДж/(кмоль∙К);
= 17421,523 кДж/кмоль.
10. По формуле (4.7)
определяем
во
втором приближении:
11. Определяем
температуру
во
втором приближении по формуле (4.6):
738 К или tc2
= 465 oC.
Температуры
и
практически
одинаковы, поэтому принимаем: Тс
=
=
738 К и n1
=
=
1,3692.
12. Определяем рс по формуле (4.9):
МПа.
Задача 4.2.2.
Определить температуру в конце сжатия Тс, показатель политропы сжатия n1 и давление в конце сжатия рс в цилиндре дизеля без наддува (ε = 18), работающего на номинальном режиме на смеси с α = 1,5, если в начале сжатия температура Та = 323 К (tа = 50 оС), давление ра = 0,1 МПа, коэффициент остаточных газов γ = 0,03 и rα = 0,32 (см. задачу 1.6.3).
Решение.
1. Определяем теплоемкости и внутренние энергии свежего заряда (воздуха) и продуктов сгорания при температуре tа = 50 оС, используя данные табл. 1.2 и формулы (1.40), (1.43) и (1.44). При температуре tа = 50 оС берем средние теплоемкости в диапазоне от 0 до 100 оС:
=
кДж/(кмоль∙К);