60 Как с использованием температуры сгорания найти состояние газа в конце сгорания? Температура газов в конце сгорания

Для определения ее величины используют термодинамическое урав­нение сгорания. Оно впервые было выведено нашим соотечественником проф. В.И. Гриневецким. Получено на основе первого закона термодинамики сле­дующим образом.

Для упрощения рассмотрим случай сгорания 1 кг топлива при теоретическом рабочем цикле.

В конце хода сжатия (точка с рисунок 1) находится смесь газов при тем­пературе Т_с, состоящая из М_о молей чистого воздуха и М_r молей ос­таточных газов.

В цикле карбюраторного ДВС тепло от сгорающего топлива под­водится к газам при постоянном объеме - по линии С Z (рисунок 1).

Рисунок 1 Схемы подвода тепла в ДсИЗ (а) и дизелях (б)

В дизельном ДВС часть тепла подводится вначале при пос­тоянном объеме по лини С Z_о и затем другая часть - при постоянном давлении по линии Z_o Z (рисунок 1).

Для рассматриваемого случая сгорания 1 кг топлива количество подводимого тепла составит:

- для карбюраторного двигателя q₁=Q_н и дизеля q’==Q_н,

где Q_н - низшая теплота сгорания;

 - коэффициент использования тепла на участке “видимого” горения.

Величина  определяется по выражению:

, (1)

где Q_в и Q_нс - потери тепла в охлаждающую воду и на неполноту сгорания;

Q_дис – потери тепла на расщепление (диссоциацию) продуктов сгорания.

61 Как найти температуру в конце сгорания?

Теплоемкость зависит от температуры:

C^z_v=a+вТ_z.

Если учесть это, то термодинамическое уравнение записывается в виде квадратного уравнения относительно Т_z. Решая его, можно вычислить температуру в конце сгорания Т_z.

Температура в конце сгорания обычно находится в пределах:

2200…2700 К – в ДсИЗ и 900…2300 К - в дизелях.

62 Как найти состояние газа в конце расширения?

Если известно п₂, то состояние газа в конце расширения (в точке е) можно определить по аналогии с процессом сжатия (предполагая, что идет как бы сжатие от точки е до точки z – см. рисунок 2, б):

для карбюраторных двигателей получаем:

; ; (9)

для дизелей V_e/V_z= и ,(10)

Цифровые данные:

- в дизелях р_е =200...400 кПа и Т_е =1000...1250 К

- в ДсИЗ р_е 350 кПа и Т_е=1200...1500 К

64 Какими параметрами характеризуется тепловая, механическая и комплексная показатели степени форсированности двигателя?

N_in=0,498 (C_mр_i).

Если учесть, что р_i характеризует тепловую напряженность работы двигателя, а С_m – механическую, то из последнего выражения следует, что удельная поршневая мощность, характеризующая двигатель одновременно по произведению C_mр_i, может применяться для оценки общей степени напряженности (форсированности) двигателя. С учетом этого обстоятельства удельную поршневую мощность называют комплексным показателем степени форсированности двигателя.