5. Процесс сжатия

Средний показатель адиабаты сжатия k₁ можно определить по номограмме (рис. 1) или по приложению 1 при заданном значении  и температуре Т_а. Проверим правильность выбора в следующем порядке:

Температура в конце сжатия, К:

Т΄_c = Т_а  ^k1-1, К ; t΄_с=T΄_c - 273, С.

Средняя мольная теплоемкость воздуха в конце сжатия

= 20,6 + 2,683 10^-3 t΄_c , кДж/(кмоль·град).

Показатель адиабаты сжатия

;

Если разность между определенным и принятым значением больше 0,005, принимаем новое значение k₁ и снова производим проверку, пока не получим значение .

Показатель политропы сжатия:

n₁ = k₁  (0,01…0,02)

Показатель политропы сжатия для учебных целей можно определить по эмпирической формуле:

,

где n – частота вращения коленчатого вала двигателя.

Рис. 1 - Номограмма для определения показателя адиабаты сжатия k₁

Давление и температура в конце сжатия:

р_с = p_a  ⁿ¹ , МПа;

Т_с = Т_а  ^{n1 - 1}, K; t_c = T_c – 273, С;

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) воздуха

= 20,6 + 0,002638 t_c , кДж/(кмольград.)

б) остаточных газов (табл.1).

При значениях  и t_c, отличающихся от табличных значений, теплоемкости определяются путем интерполяции.

Например:  = 1,4, t_c = 652 C

По таблице находим значение теплоемкости при  = 1,4

=23,937 кДж/(кмольград.);

=24,342 кДж/(кмольград.);

(mс″_v)

,кДж/(кмольград.).

Таблица 1. – Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания дизельного топлива, кДж/(кмольград.)

tc, C	
	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8
400 500 600 700 800 900	23,249 23,662 24,073 24,484 24,879 25,261	23,128 23,533 23,937 24,342 24,731 25,107	23,022 23,421 23,819 24,218 24,602 24,973	22,930 23,322 23,716 24,109 24,488 24,855	22,8520 23,2395 23,6285 24,0180 24,393 24,756	22,774 23,157 23,541 23,927 24,298 24,657

в) рабочей смеси

кДж/(кмоль  град.).

6. Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного изменения:

а) свежей смеси

₀=M₂/M₁

б) рабочей смеси

 = (₀+_r)/(1+_r)

Теплота сгорания рабочей смеси при  > 1

Н_р.с.=10³ Н_и / [М₁(1+_r)], кДж/кмоль раб. см.

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания в диапазоне температур 1800…3000К, кДж/(кмольград.):

кДж/(кмоль·град).

Принимаем коэффициент использования теплоты для дизеля без наддува _z = 0,82, для дизеля с наддувом φ_z=0,86, для дизеля с вихревой камерой _z = 0,80. Степень повышения давления для дизеля без наддува можно принять  = 2, для дизеля с наддувом  =1,5, для вихрекамерного двигателя  = 1,2…1,8.

Температура в конце видимого процесса сгорания t_z определяется из уравнения сгорания решением квадратного уравнения:

_z Н_р.с.+ [ +8,315] t_c+2270(-) =  t_z;

T_z = t_z + 273, °К

Для дизеля с наддувом вместо _z подставляется значение _z.

Давление в конце процесса сгорания, МПа:

p_z=  p_c

Степень предварительного расширения

 =T_z /( T_c)