1.5.Выбор типа камеры сгорания

Так как выбор ряда исходных параметров теплового расчета определяется типом камеры сгорания проектируемого двигателя, этому вопросу должно быть уделено особое внимание. Необходимо изучить существующие типы камер сгорания, сделать анализ, исходя из назначения двигателя, его мощности и частоты вращения, а затем выбрать тип камеры сгорания проектируемого двигателя.

2. Тепловой расчет двигателя

Для удобства рекомендуется выполнять тепловой расчет в приведенной ниже последовательности.

2.1.Выбор и определение физических констант

Используемые в автотракторных двигателях топлива представляют собой смесь различных углеводородов и отличаются элементарным составом, который выражается в единицах массы (кг), а газообразных - в объемных единицах (м³ или кмоль).

Для жидких топлив

C+H+O = 1,

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

Средний элементарный состав жидких топлив (в массовых долях) приведен в табл. 4.

Таблица 4.

Средний элементарный состав топлива

	C	H	O
Бензин	0,855	0,145	-
Дизельное топливо	0,870	0,125	0,005

Определение среднего элементарного состава газового топлива производится следующим образом:

Определение кажущейся массы топлива:

,

_mi – молярная масса i-го компонента, r_mi – объемная доля i-го компонента

массовые доли отдельных компонентов

g_i = (_mi r_тi)/_m

Определяются массовые доли углерода и водорода в газообразном топливе:

,

_сi – молярная масса углерода, _Hi – молярная масса углерода

Определяется количество воздуха теоретически необходимое для сгорания 1 кг топлива

Определяется низшая теплотворная способность газообразного топлива

,(кДж/кг).

H_ui – низшая теплота сгорания i-го компонента

Если коэффициент избытка воздуха 1, то дополнительно определяются потери теплоты, связанные с недогоранием топлива следующим образом:

• Подсчитывается количество воздуха в киломолях, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива

L₀ = 4,7619(C/12+H/4)

• Исходя из соотношения массовых долей водорода и углерода в топливе определяется по отношению числа киломолей водорода к числу киломолей окиси углерода в выпускных газах k_m при помощи эмпирического уравнения, полученного по данным В.П.Карпова:

k_т = -0,557 +47,83(H/C) – 41,22(H/C)²

Потери теплоты, связанные с недогоранием, подсчитывается следующим образом:

H_u =(H_uco(1-)L₀0,42)/(k_m+1)+(H_uH2k_m0,42L₀(1-))/(k_m+1)

H_u=H_u-H_u

Состав газообразных топлив указан в табл. 5.

На основании заданного вида топлива, пользуясь табл. 6, и уравнением (1) определяем элементарный состав топлива, кг/кг: углерода С, водорода H, кислорода O.

Низшая теплота сгорания соответствует тому количеству теплоты, которое выделяется при полном сгорании топлива, без учета теплоты конденсации водяного пара. Так как в ДВС выпуск отработавших газов происходит при температуре выше температуры конденсации водяного пара, для практической оценки топлива обычно используется низшая теплота сгорания. Для определения низшей теплоты сгорания жидкого топлива Н_u (в МДж/кг) при известном элементарном составе обычно используется формула Менделеева:

Таблица 5