Порядок выполнения работы:

Для определения параметров в конце сгорания (точка Z) составляют уравнение сгорания на линии CZ’Z. В процессе сгорания химическая энергия топлива расходуется на совершение внешней работы на линии Z’Z и повышение внутренней энергии газа. Из всего количества теплоты, выделившейся на линии сгорания Qн = Q₁’ + Q₁”, используется ξQн Дж/кг, где ξ – коэффициент использования теплоты. Коэффициент ξ учитывает потери от неполноты сгорания, теплопередачи стенкам цилиндра и диссоциации продуктов сгорания.

Значение ξ может быть определено только опытным путем. Оно зависит главным образом от качества смесеобразования, температурного режима, качества топлива, частоты вращения двигателя, а также конструктивных особенностей камеры сгорания. Чем лучше смесеобразование, тем меньше тепловые потери в камере сгорания. Чем быстрее происходит сгорание топлива, тем больше значение ξ.

1. Определение давление сгорания. ( т. Z)

Процесс сгорания характеризуется степенью повышения давления

λ = Р_z / Р_с (1.10.)

Откуда

Р_z = Р_z/ = λ Р_с

λ – выбирается по справочной температуре в зависимости от оборотности дизеля (МОД, СОД, ВОД). Принимаем λ = 1,6

Р_z/ = кгс/см² = мПа

Определение основных параметров в конце сгорания.

Давление до конца сгорания остается неизменным.

Р_z = P_z/

Температуру конца сгорания выбирают по справочной литературе в зависимости от оборотности дизеля.²¹

Для: МОД = 1700 – 1800⁰ К

СОД = 1800 – 1900⁰ К

ВОД = 1900 – 2000⁰ К

Принимаю Т_z= 1900⁰ К

Объем газов в цилиндре в конце сгорания

V_z = ρV_c (1.11.)

ρ – степень предварительного расширения.

ρ = (Т_z / Т_с)  (β / λ)

β – расчетный мольный коэффициент сгорания.

β = М₂ / М₁

М₂ – количество молей смеси газов после сгорания

М₁ – количество молей смеси до сгорания.

М₂ = М + γ_rL

М₁ = L(1 + γ_r)

L – действительное количество воздуха в молях, необходимого для сгорания 1 кг топлива

L = L₀

L₀ – теоретически необходимое количество воздуха, в молях, для сгорания 1 кг топлива.

L₀ =

С,Н,О – компоненты химического состава топлива. Для дизельного топлива можно принять:

С = 87%

Н = 12,6%

О = 0,4%

L₀ = к моль / кг

α – коэффициент избытка воздуха; выбирается по справочной литературе в зависимости от быстроходности дизеля.³¹

Принимаю α = L = к  моль / кг

М – количество молей продуктов сгорания в 1 кг топлива.

М = кмоль / кг

М₂ = к  моль / кг

М₁ = к  моль / кг

β =

ρ =

V_z =

Давление газов в конце сжатия

2. Параметры в конце расширения.

Р_b = P_z(ρ / ξ)ⁿ² (2.13.)

n₂ – показатель политропного расширения; следует уточнить методом последовательных приближений по формуле

n₂ =

Принимаем n₂ = 1,290

n₂ =

Р_b =

Температура в конце расширения в цилиндре дизеля

Т_b = Т_z (ρ / ξ)^{n2 -1} (2.14.)

Температура отработавших газов принимается как у прототипа

t_{r прототипа} = 380⁰C

V_b = V_а

Степень последовательного расширения