2 Тепловий розрахунок двигуна

2.1 Вихідні дані для теплового розрахунку

Вихідними даними для теплового розрахунку є величини із завдання на проектування і значення величин із розділу 1.

2.1.1 Склад палива

Так як в завданні на курсовий проект заданий тип палива - зкраплений газ, то приймаємо співвідношення пропан – бутану, як 40:60, тобто

40% С₃ Н₈ + 60% С₄ Н₁₀

Відсотковий вміст вуглецю у сполуках С₃ Н₈ і С₄ Н₁₀, визначаємо за наступною формулою:

(2.1)

де, А_{С3 Н8} , А_{С4 Н10} – атомна маса вуглецю відповідно у сполуках

С₃Н₈ і С₄Н₁₀, кг/кмоль;

n_{С3 Н8} , n_{С4 Н10} – кількість атомів вуглецю відповідно у сполуках С₃Н₈ і С₄Н₁₀;

_{С3 Н8} , _{С4 Н10} - молярна маса вуглецю відповідно у сполуках С₃Н₈ і С₄Н₁₀, кг/кмоль.

Відсотковий вміст водню у сполуках С₃ Н₈ і С₄ Н₁₀ визначаємо, за наступною формулою:

(2.2)

Звідси:

Відсотковий вміст вуглецю і водню у зкрапленому газі визначаємо наступним чином:

(2.3)

(2.4)

Отже, склад палива такий:

С=0,826; Н=0,174; О=0; S=0; W=0.

2.1.2 Частота обертання колінчатого вала двигуна n=95с^-1=5700хв^-1.

2.1.3 Номінальна потужність двигуна N=70кВт.

2.1.4 Коефіцієнт надлишку повітря α=0,96.

2.1.5 Міру стиску ε = 9,9.

2.1.6 Хід поршня S_П = 71 мм.

2.2 Визначення параметрів робочого тіла

Виходячи із елементарною складу палива визначаємо теоретично необхідну кількість повітря для повного згоряння 1 кг палива

; (2.5)

. (2.6)

де С, Н і О – кількість вуглецю, водню та кисню в одиниці палива (1 кг або 1 кмоль), приймається виходячи з п. 2.1.1.

Визначаємо величину свіжого заряду, що поступив у внутрішню порожнину циліндра газового двигуна:

; (2.7)

де  – коефіцієнт надлишку повітря.

2.3 Кількість продуктів згоряння

2.3.1 Кількість СО₂

. (2.8)

2.3.2 Кількість СО

_. (2.9)

2.3.3 Кількість Н₂ О

_. (2.10)

2.3.4 Кількість Н₂

. (2.11)

2.3.4 Кількість N₂

_. (2.12)

2.3.4 Загальна кількість продуктів згорання

_. (2.13)

Перевірочний розрахунок проводимо за наступною залежністю:

2.4 Параметри процесу випуску

Якщо двигун працює без надування, то приймаємо Р₀=0,1 МПа, Т₀=293 К.

В процесі роботи двигуна в його камері згоряння завжди залишається певна кількість продуктів згоряння М_Г і тиск Р_Г цих залишкових газів залежить від багатьох факторів. Аналітичне визначення досить складне, тому при попередніх розрахунках приймаємо:

Р_Г=(1,05...1,25)Р₀ , [1,c.17]. (2.14)

При цьому більші значення Р_Г використовують для високооборотних двигунів з великою мірою стиску.

Отже, маємо Р_Г=1,05·Р₀ =1,05·0,1=0,105, МПа.

Так як розрахункове значення рекомендується приймати в межах Т_Г=900...1100К [1,c.17], приймаємо Т_Г=1000 К.