dvz_metod / Benzin
.pdf
Параметри робочого тіла Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1кг палива
|
|
|
l0 |
28,95 L0 , кг |
|
||||||||
|
L |
1 |
|
|
|
C |
|
|
H |
, кмоль |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кг |
|
|
|
|
0,21 |
12 |
|
|
4 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
1 |
0,85 |
|
0,15 |
кмоль |
||||||||
L0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,515 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
0,21 |
12 |
|
4 |
|
|
кг |
||||||
|
|
|
|
||||||||||
l0 28,95 0,515 14,9кг / кг
Кількість свіжого заряду
M1 L0 1 , кмоль кг mT
M1 0,85 0,515 1151 0,44645 кмоль кг
Кількість окремих компонентів продуктів згоряння при К = 0,5
Кількість СО2:
M |
|
|
|
C |
2 |
1 |
0,21 L , кмоль |
|
|
|||
|
12 |
|
|
кг |
|
|||||||
|
СО2 |
|
|
|
1 К |
0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
М |
|
|
|
0,85 |
2 |
1 0,85 |
0,21 0,515 0,049 |
кмоль |
||||
|
12 |
1 0,5 |
||||||||||
|
СО2 |
|
|
|
|
|
кг |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кількість СО:
М СО 2 1 0,21 L0 , кмоль кг 1 К
М СО 2 1 0,85 0,21 0,515 0,022 кмоль кг 1 0.5
21
Кількість H2O:
М
М
|
|
Н |
2 К |
1 |
0,21 L , кмоль |
|
|
||||
|
2 |
|
|
|
кг |
|
|||||
Н 2О |
|
|
|
|
1 К |
0 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
0,15 |
2 0,5 |
1 0,85 |
0,21 0,515 0,064 |
кмоль |
|||||
|
|
1 0,5 |
|||||||||
Н 2О |
|
2 |
|
|
|
|
|
кг |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кількість Н2:
M Н 2 2 К 1 0,21 L0 , кмолькг 1 К
М H 2 2 0,5 1 0,85 0,21 0,515 0,011кмолькг 1 0.5
Кількість N2:
M N 2 0,79 L0 , кмолькг
М N 2 0,79 0,85 0,515 0,346 кмоль кг
Загальна кількість продуктів згоряння
M 2 M CO2 М СО M H 2O M Н 2 M N 2 , кмолькг
М 2 0,049 0,022 0,064 0,011 0,346 0,492 кмолькг
Параметри процесу газообміну Тиск в кінці впуску
Pd 0,8 0,9 Pа , МПа Рd 0,87 0,1 0,087МПа
де 0,87 – число з інтервалу
22
Коефіцієнт залишкових газів
r |
|
Òà Ò |
|
Pr |
|
|
||
Òr |
Pd |
Pr |
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
293 10 |
|
|
0,12 |
|
0,074 |
r |
|
7 0,087 0,12 |
||||||
|
|
1000 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
Температура в кінці впуску
Td Tà Ò r Tr , K 1 r
293 10 0,074 1000
Td 351,024K 1 0,074
Коефіцієнт наповнення
ÔÑ |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
Òà |
|
|
Ðd Pr |
||||||
1 |
Ðà |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Òà Ò |
|
|
||||||||||
Ô |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
293 |
|
|
|
7 0,087 0,12 0,788 |
|||||
Ñ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
7 1 |
|
0,1 |
|
|
293 10 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Густина заряду на впуску |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р 10 |
6 |
|
|
кг |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
, |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
RП Т а |
м3 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 106 |
1,189 |
кг |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
287 293 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
м3 |
|||||||
де RП =287Дж/кг К – універсальна газова постійна для повітря
Параметри процесу стиску
Показник політропи стиску.
Вибираємо значення n1 за монограмою рисунку 1.1: n1=1,377
Тиск в кінці стиску
PC Pd n1 , МПа
РС 0,087 71,377 1,268МПа
23
Температура в кінці стиску
TC Td n1 1 , К
ТС 351,024 71,377 1 731,036K
Середня мольна теплоємкість повітря
mCv' 19,88 0,002638 TC , кДж кмоль К
mCv' 19,88 0,002638 731,036 21,81кДж кмоль К
Параметри процесу згоряння Теоретичний коефіцієнт молекулярної зміни
0 M 2
M 1
0 0,446450,492 1,101
Дійсний коефіцієнт молекулярної зміни
0 r
1r
1,101 0,074 1,093 1 0,074
Кількість теплоти, втраченої внаслідок неповного згорання палива
QH 119950 1 L0 , кДж кг
QH 119950 1 0,85 0,515 9266,14 кДж кг
Емпіричні формули середніх мольних теплоємкостей окремих газів при сталому об'ємі
для N2: mCv"N2 = 21,554+0,001457x Tz
24
для H2: mCv"H2 = 19,198+0,001758x Tz
для СО: mCv"СО = 22,1+0,001430x Tz
для CO2: mCv"СО2 = 38,609+0,003349x Tz
для H2O: mCv"H2O = 25,459+0,004438x Tz
Середня мольна теплоємкість продуктів згоряння при сталому
об'ємі
mCv" |
|
1 |
|
|
M CO2 |
mCv"CO2 М СО mCv"CO |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mCv" |
|
M |
|
mCv" |
|
M |
|
mCv" |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
M |
2 |
|
|
M |
H 2O |
H 2O |
Н 2 |
Н 2 |
N 2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N 2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,049 21,554 0,001457 TZ 0,022 22,1 0,001430 TZ |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mCv" |
|
|
|
|
|
0,064 25,459 0,004438 T 0,011 19,198 0,001457 |
T |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
0,492 |
|
|
|
|
|
|
Z |
|
|
|
|
Z |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,346 19,198 0,001758 TZ |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Після підстановки даних, розкриття дужок, додавання однойменних величин отримуємо формулу типу:
|
|
mCv" a b T |
Z |
, кДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
кмоль |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
mCv" 23,7428 0,00204 T |
Z |
, кДж |
|
|||
|
|
|
|
|
|
кмоль К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
де a= 23,7428 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в= 0,00204 |
|
|
|
|
|
|
|
Максимальна температура процесу згоряння |
|
|||||||
|
Z QH QH |
|
|
|
|
|
|
|
|
M1 1 r |
mCv TC mCv" TZ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 (44000 9266,14) |
21,899 731,036 1,093 23,7428 0,00204 T |
T |
|||||
|
|
|||||||
|
0,44645 1 0,074 |
|
|
|
Z |
Z |
||
|
|
|
|
|
|
|||
Після підстановки одержимо квадратичне рівняння
25
A TZ2 B TZ c 0
де А= 0,0022
В= 25,963
С= 80971
Звідки:
TZ B 
B2 4 A C K
2 A
25,963 25,9632 4 0,0022 80971
Ò 2829,9K
Z |
2 |
0,0022 |
|
Максимальний тиск згоряння
Рmax PC Т Z , МПа
Т
с
Pmax 1,093 1,268 731,0362829,9 5,365МПа
Параметри процесу розширення Ступінь підвищення тиску
Рmax
Pc
5,3651,268 4,231
Середній показник політропи розширення Вибираємо значення п2 по номограмі рисунку 1.2 :
п2 = 1,24
26
Тиск в кінці розширення
Р
Pв max , МПа
n2
5,365
Pв 0,481МПа
71,24
Температура в кінці розширення
Т
Tв n Z 1 , К
2
2829,9
Тв 71,24 1 1774K
Індикаторні показники робочого тіла Середній теоретичний індикаторний тиск
|
|
|
PC |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||||
P'mi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
, МПа |
|
||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
n1 1 |
|
n1 1 |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
n2 |
1 |
|
|
n2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
1,268 |
|
4,231 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||||||||
Р'mi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1,099 МПа |
|||||||
7 |
1 |
|
1 |
7 |
1,24 1 |
|
|
|
|
|
|
1,377 1 |
||||||||||||||||||||||
|
|
1,24 |
|
|
|
|
|
|
|
1,377 1 |
|
|
7 |
|
|
|
||||||||||||||||||
Дійсний середній індикаторний тиск
Pmi P'mi , МПа
Pmi 0,95 1,099 1,044 МПа
Індикаторний ККД
³
³
|
Pmi lo |
|
|
||||
Q |
à |
Ô |
Ñ |
10 3 |
|
||
|
H |
|
|
|
|
||
|
1,044 14,9 0,85 |
0,308 |
|||||
|
|||||||
44000 1,189 0,78810 3 |
|||||||
27
Питома індикаторна витрата палива
в |
|
|
3600 |
, |
кг |
|
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
і |
|
QH |
i |
|
кВт г од |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
в |
|
|
|
3600 |
|
0,265 |
кг |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
і |
|
44000 0,308 |
кВт г од |
||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||
Ефективні показники робочого циклу Середня швидкість поршня
V |
|
|
|
S ПР. n |
, м |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
П.СР. |
30 |
|
с |
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
V |
|
|
|
0,066 5500 |
12,1 |
м |
|||
|
|
|
|||||||
|
П ,СР, |
|
|
30 |
|
|
с |
||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
де Sпр 0,066мм хід поршня двигуна прототипу |
|
||||||||
Середній тиск механічних втрат
РМ 0,04 0,0135 VП.СР , МПа
РМ 0,04 0,0135 12,1 0,203МПа
Середній ефективний тиск
Pme Pmi Pм, МПа
Рте 1,044 0,203 0,841МПа
Механічний ККД
|
M |
Pme |
|
|||
|
|
Pmi |
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
0,841 |
|
0,806 |
|
Ì |
|
|||||
|
1,044 |
|
|
|||
|
|
|
|
|||
28
Ефективний ККД
e i M
å 0,308 0,806 0,248
Питома ефективна витрата палива
в |
|
|
3600 |
|
, кг |
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
кВт г од |
|
|
|
|
QH e |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
в |
|
|
3600 |
|
0,329 |
кг |
||
|
|
|
|
|
||||
|
44000 |
|
|
|
||||
|
е |
|
0,248 |
кВт г од |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Годинна витрата палива
Br ве Ре , кг г од
Вr 0,329 45 14,805 кг г од
Основні розміри циліндра і двигуна Літраж двигуна
VSt |
30 |
Z |
|
Pe |
, л |
|
||
|
Pme |
n |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
VSt |
30 |
4 |
|
|
45 |
|
1,168л |
|
|
|
|
|
|||||
0,841 |
5500 |
|||||||
|
|
|
|
|||||
Z=4 - Коефіцієнт тактності Робочий об'єм циліндра
VS ViSt , л
1,168
VS 4 0,292л
Діаметр циліндра
d 100 3 4 VS , мм
m
d 100 |
3 |
|
4 0,292 |
|
75,78мм |
|
3,14 0,868 |
|
|||
|
|
|
|
|
29
m |
S ПР |
|
||
d ПР |
|
|
||
т |
0,066 |
0,868 |
||
0,076 |
||||
|
|
|||
де dпр 0,076 м – діаметр поршня двигуна прототипу
Хід поршня.
S m d, мм
S 0,868 75,78 65,75мм
Уточненні розміри циліндра і двигуна
- діаметр циліндра
d76мм
-хід поршня
S 66мм
Літраж двигуна
V |
|
|
d 2 |
S i |
, л |
|
|
St |
4 |
106 |
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
V |
|
|
3,14 762 66 4 |
1,197 л |
|||
St |
|
4 |
106 |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Ефективна потужність двигуна
Pep |
|
Pme VSt n |
, кВт |
|||
|
30 Z |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
0,841 1,197 5500 |
46,129кВт |
|
ер |
|
|
||||
|
|
|
30 4 |
|||
|
|
|
|
|||
Середня потужність двигуна
P |
|
|
Pep |
Pe |
, кВт |
||
|
|
|
|
||||
ecp |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
46,129 45 |
45,564кВт |
|||
еср |
|
||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30