1. определить изменения давления . Для этого необходимо

задавать закон тепловыделения , а также закон теплообмена , чтобы найти количество теплоты, передаваемой к рабочему телу и идущей на повышение её внутренней энергии. Это прямая задача расчёта рабочего процесса;

2. определить закон тепловыделения , задавая при этом закон

изменения давления , полученный либо экспериментальным, либо расчётным путём. Это обратная задача расчёта рабочего процесса.

Решение обеих задач требует задания закона теплообмена , а также энтальпии потоков на входе в цилиндр и выходе из него.

Не хватает одного уравнения для полноценного расчета рабочего процесса. Если решаем задачу прямую, то необходима индикаторная диаграмма для замыкания уравнений. (индикаторная диаграмма – зависимость давления внутри цилиндра от оборотов коленчатого вала). Если эту индикаторную диаграмму используем, то постановка задачи считается прямой. И такая прямая задача решается, когда мы верифицируем и настраиваем нашу математическую модель. Но в большинстве случаев цели и задачи расчета рабочего процесса – определение параметров несуществующего двигателя. Поэтому, пользуемся искусственным приемом

– вместо несуществующей индикаторной диаграммы используем эмпирическую характеристику тепловыделения (зависимость количества теплоты, которая выделяется внутри цилиндров от времени или угла поворота коленвала). Такая постановка задачи является обратной.

46) Краткое изложение метода расчета В.И. Гриневецкого.

Расчет рабочего процесса методом Гриневецкого - Мазинга

Тепловой расчёт рабочего цикла выполняется с целью определения основных параметров и показателей рабочего процесса двигателя

Расчётный цикл Г-М построен на основе термодинамического цикла, но с учётом ряда особенностей, присущих реальному циклу, а именно:

—рабочим телом является смесь воздуха и продуктом горения

топлива, состоящего из углерода, водорода, серы, остаточной воды;

—процессы наполнения цилиндра свежим зарядом и выпуска из

цилиндра отработавших газов непосредственно не рассчитываются, но влияние

газообмена на рабочий процесс учитывается введением поправочных коэффициентов;

—процессы сжатия и горения-расширения происходят при неизменном

количестве рабочего тела (утечками газа из цилиндра через неплотности поршневых колец пренебрегают); увеличение массы заряда в цилиндре двигателя в результате подачи цикловой порции топлива не учитывается;

—линия горения на индикаторной диаграмме не рассчитывается, а заменяется двумя участками подвода теплоты при постоянном объёме и постоянном давлении, как в термодинамическом процессе; теплообмен газов со стенками цилиндров, изменение химического и мольного состава рабочего тела, неполнота сгорания топлива, а также протекание процессов горения во времени учитывается коэффициентами использования

теплоты при сгорании, долей сгоревшего топлива к данному моменту процесса, коэффициентами молекулярного изменения;

—процессы сжатия и расширения считаются политропными с различными по величине, но с постоянными на своих участках показателями;

—теплоёмкость рабочего тела считается зависящей от его химического состава и температуры, но определяется для отдельных участков рабочего цикла

—совершенство рабочего цикла оценивается величиной индикаторного

коэффициента полезного действия и удельной работой.

С целью повышения точности оценки адиабатного теплоперепада в турбинах турбокомпрессоров учитывают переменность теплоёмкости газа при расширении в турбинах, а также вводят расчётную оценку показателя адиабаты. Эти изменения в алгоритме целесообразны при расчёте современных двигателей с высоким давлением наддува и значительной

мощностью турбин турбокомпрессоров. В программе организован ряд циклов счёта, которые обеспечивают автоматическую корректировку некоторых исходных данных.

47)Однозонная модель рабочего процесса, основные предпосылки

иосновные уравнения.

Составление однозонной математической модели проводится на основе следующих предпосылок:

1.Изменения давления p∞(τ) и температуры T∞(τ) в объеме КС не имеют локального характера, т.е. их мгновенные значения одинаковы для любой произвольной точки в пространстве КС.

2.Элементарная часть топливно-воздушной смеси образуется мгновенно и мгновенно сгорает, она так же мгновенно полностью перемешивается с общей массой заряда, в результате в цилиндре получается гомогенное рабочее тело с

давлением p∞(τ) и температурой T∞(τ).

3. Продукты сгорания, имеющие температуру Т∞(τ) (температуру рабочего тела) и полностью перемешанные с общим зарядом цилиндра, находятся в состоянии химического равновесия.

Базовым уравнением модели является уравнение первого закона термодинамики для закрытых систем:

Закон для плотности вероятности непрерывной случайной величины:

Согласно первому закону термодинамики, для открытой

термодинамической системы= уравнение( ) = сохранения− + энергии имеет вид:

В этом уравнении внутренняя энергия выражена через ее удельное значение U и массу m рабочего тела. Количество теплоты, идущей на

изменение внутренней энергии рабочего тела, представляется как разность между тепловыделением dQx и теплоотдачей= − по стенкам dQw, т.е.:

Используя однозонную модель можно решить две различные задачи расчета рабочего процесса:

1.Определить изменение давления P∞(τ). Для этого необходимо задать

закон тепловыделения Qx(τ), а также закон теплообмена Qw(τ) , чтобы найти количество теплоты, передаваемой к рабочему телу. Условно эту задачу можно назвать прямой задачей расчета рабочего процесса.

2.Определить закон тепловыделения Qx(τ), задавая при этом закон изменения давления Р∞(τ), полученный либо экспериментальным, либо расчетным путем. Для определения Qx(τ) следует также задать закон теплообмена Qw(τ), так как непосредственно из Р∞(τ) можно найти количество теплоты dQ, идущей на изменение внутренней энергии рабочего тела. Данную задачу можно назвать обратной задачей расчета рабочего процесса.

Недостаток однозонной модели: температура рабочего тела для всего объема КС допускается одинаковой и ее изменение рассматривается только по времени. На самом деле локальные температуры рабочего тела в КС различаются (разница между температурами продуктов сгорания и не сгоревшей смеси может превышать 1000...1500 К).