3. Тепловой расчет дизеля.

3.1 Определение параметров рабочего процесса дизеля.

Задачей расчета является определение давлений , объемов и температур рабочего тела в цилиндре в характерных точках индикаторной диаграммы и установление закономерностей изменения этих параметров в промежуточных точках.

Индикаторная диаграмма представляет зависимость давления от объема или угла поворота коленчатого вала. Характерными точками индикаторной диаграммы являются точки a,c,z,b, которые соответствуют концу процесса наполнения, сжатия, сгорания и расширения.

В первую очередь определяют объемы цилиндра, соответствующие характерным точкам индикаторной диаграммы.

Рабочий объем цилиндра:

Геометрическая степень сжатия есть отношение наибольшего объема цилиндра и наименьшему :

.

Объем камеры сжатия:

Объемы цилиндра, соответствующие точкам а и b:

При выполнении расчетов за номинальные условия окружающей среды принимаем:

Давление рабочего тела в конце наполнения (начало сжатия):

- экспериментальный коэффициент.

Температура рабочего тела в конце наполнения (в начале процессов сжатия, точка a):

По опытным данным для эксплуатируемых тепловозов, принимаем:

Коэффициентом наполнения называют отношение действительного количества воздуха, поставляющего в цилиндр к началу сжатия, к тому количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объеме при параметрах воздуха перед впускными органами – давлении и температуре Т_к.

Коэффициент наполнения для двухтактного двигателя определяем из выражения:

Давление и температуру рабочего тела в конце сжатия (точка с) определяем по формулам:

Принимаем - среднее значение показателя политропы сжатия.

Параметры конца сгорания (точка z) характеризуется давление р_z и температурой Т_z при этом значение Р_z = P_max. Прежде чем определить температуру Т_z , необходимо вычислить некоторые характерные величины, относящиеся к процессу сгорания.

2. Вычисление величин, относящиеся к процессу сгорания для определения температуры в конце сгорания Tz.

Теоретически необходимое количество воздуха в кило молях для сгорания 1 кг жидкого топлива:

Химический коэффициент молекулярного изменения μ₀, характеризующий относительное увеличение числа молей продуктов сгорания по сравнению с числом молей воздуха, участвующего в горении, определяем по формуле:

Действительный коэффициент молекулярного изменения μ характеризует относительное увеличение числа молей рабочего тела в цилиндре при сгорании топлива:

Степень понижения давления при сгорании:

Температура рабочего тела в конце сгорания при :

,

где - коэффициент эффективного выделения тепла до точки z;

- средняя молекулярная теплоемкость при постоянном давлении продуктов сгорания жидкого топлива определяемая при температуре t_z,

– средняя молекулярная теплоемкость при постоянном объеме для воздуха, определяемая при температуре t_c.

Температуру определим следующим способом:

Задаем примерное значение и определяем . Подставляя в уравнение сгорания, из которого получаем значение , затем сравниваем и , если , то задаем и повторяем решение до тех пор, пока разница между и не будет меньше 20^°.

Принимаем

- принимаем

- принимаем

- принимаем

- принимаем

Степень предварительного расширения:

Геометрическая степень последующего расширения продуктов сгорания:

Давление и температура рабочего тела в конце расширения (точка b):

- среднее значение показателя политропы расширения;

- выбираем из опытных данных.