6. Расчет рабочих процессов в двигателе

Наименование параметра

Обозн-е

Разм-ть

Формула, подставляемые значения

Результ

1

2

3

4

5

Исходные данные

1 Прототип двигателя

6 ЧН СП 2А 22/28 - 3

-

2 Мощность цилиндровая

N_{l цил.}

кВт

Задано

150

3 Частота вращения

n

мин^-1

Задано

750

4 Число цилиндров

i

–

Задано

6

5 Коэф. тактности

z

–

Задано

0,5

6 Давление наддува

P_к

МПа

Принято

0,2

7 Назначение двигателя

8 Атмосферное давление

Р_о

МПа

Принято

0,1

9 Температура атмосферного воздуха

Т_о

К

Принято

298

10 Состав топлива

Принято: дизельное среднего состава

C

кг/кг

0,86

H

кг/кг

0,13

О

кг/кг

0,01

11 Теплота сгорания

Q_н

кг/кг

Принято

42700

12 Степень сжатия



–

Принято

15

13 Коэф. избытка воздуха при сгорании



–

Принято

1,2

14 Коэф. продувки

_а

–

Принято

1,2

15 Коэф. остаточных газов

_г

–

Принято

0,04

16 Схема наддува

–

–

Принято: ГТН с центробежным компрессором

17 Показатель политропы сжатия в компрессоре

m

–

Принято

1,4

18 Давление при наполнении цилиндра

Р_а

МПа

Принято: 0,95Р_к

0,19

19 Потеря давления в ХВН

Р_охл.

МПа

Принято

0,003

20 Подогрев заряда в цилиндре

Т_а

К

Принято

7

21 Температура остаточных газов

Т_г

К

Принято

700

22 Степень повышения давления при сгорании



–

Принято

1,5

23 Коэф. использования тепла

_z

–

Принято

0,8

24 Коэф. полноты индикаторной диаграммы



–

Принято

0,98

25 Механический КПД

_м

–

Принято

0,9

26 Давление перед турбиной

Р_г

МПа

Принято: Р_к/1,2

0,167

Процесс наполнения

27 Давление после нагнетания

МПа

P_к + DР_охл

0,203

28 Степень повышения давления в нагнетателе

–

/ Р_о

2,03

29 Температура после нагнетателя

К

Т_о _к

365

30 Понижение температуры в ХВН

К

Принято

50

31 Температура после ХВН

К

-

315

32 Температура воздуха в результате подогрева от стенок цилиндра

K

+

322

33 Температура в начале сжатия

К

336

34 Давление в начале сжатия

0,95

0,19

35 Коэффициент наполнения

–

0,916

36 Коэффициент избытка продувочного воздуха

–

1,099

37 Суммарный коэффициент избытка воздуха

_

–

_а

2,16

Процесс сжатия

38 Средний показатель политропы сжатия

n₁

–

n₁ – 1 =

=;

1,371

39 Давление в конце сжатия

МПа

7,78

40 Температура в конце сжатия

К

919

Процесс сгорания

41 Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания

кмоль/кг

0,495

42 Действительное количество воздуха для сгорания

L

кмоль/кг

0,89

43 Химический коэффициент молекулярного изменения

–

1+

1,032

44 Действительный коэффициент молекулярного изменения

–

1,031

45 Средняя мольная изохорная теплоемкость заряда в точке С

кДж/

(кмоль ·К)

21,57

46 Уравнение средней мольной изобарной теплоемкости продуктов сгорания в точке Z

кДж/

(кмоль ·К)

20,1

0,003

47 Термодинамическое уравнение сгорания

–

–

(mC_р)_г=8,31+20,1+0,003=

=Приведенное квадратное уравнение:

48 Определение максимальной температуры цикла

К

Определяем из уравнения

1944

49 Максимальное давление цикла

МПа

11,7

Процесс расширения

50 Степень предварительного расширения



–

1,45

51Степень последующего расширения



–

10,3

52 Средний показатель политропы расширения

–

n₂ – 1=

1,291

53 Давление в конце расширения

МПа

0,574

54 Температура в конце расширения

K

985

Индикаторные показатели двигателя

55 Среднее индикаторное давление теоретического цикла

МПа

1,483

56 Среднее индикаторное давление действительного цикла

МПа

1,487

57 Удельный индикаторный расход топлива

0,19

58 Индикаторный КПД

–

0,443

Эффективные показатели двигателя

59 Среднее эффективное давление (предварительное значение)

[]

МПа

1,338

60 Удельный эффективный расход топлива

0,212

61 Эффективный КПД

–

0,399

Определение основных размеров цилиндра

62 Рабочий объем цилиндра (предварительное значение)

[]

17937

63 Отношение (предварительное значение)

[]

–

Принимаем по прототипу:

1,273

64 Диаметр цилиндра

[D]

см

26,185

65 Принятый диаметр цилиндра

D

см

Принимаем с учетом округления

26

66 Ход поршня

[S]

см

33,8

67 Принятый ход поршня

S

см

Принимаем с учетом округления

34

68 Отношение

(уточненное значение)

–

1,308

69 Средняя скорость поршня

м/с

S·n /30

8,5

70 Объем цилиндра (уточненное значение)

18040

71 Среднее эффективное давление (уточненное значение)

МПа

1,33

72 Эффективная мощность двигателя

Ne

кВт

900