2. Пример решения задачи 4

2.1 Бензиновый двигатель

Рассчитываем параметры процесса сгорания:

Б) Количество продуктов сгорания

Так как α = 0,96 < 1, то сгорание является неполным и продукты сгорания будут включать следующие компоненты:

Количество оксида углерода

где коэффициент К = 0,45…0,50. В данном расчете принимается К = 0,5.

Количество диоксида углерода

Количество водорода

Количество водяного пара

Количество азота

Общее количество продуктов сгорания

Объемные доли компонентов в продуктах сгорания

аналогично

Проверка

Коэффициенты молекулярного изменения:

– горючей смеси

– рабочей смеси

Температуру продуктов сгорания Т_z в конце сгорания определяем по уравнению

Коэффициент использования теплоты с учетом применения распре­деленного впрыска топлива принимаем ξ_z = 0,86 (см. табл.3).

Низшая теплота сгорания бензина среднего состава

(см. табл. 1).

Количество теплоты, потерянной вследствие химической неполно­ты сгорания бензина при α = 0,96

Температура в конце сжатия

Мольную теплоемкость воздуха при постоянном объеме в конце сжа­тия определяем методом интерполирования (прил. 1):

Мольная теплоемкость остаточных газов при t_c = 469 °C опреде­ляется последовательным интерполированием по температуре и коэф­фициенту избытка воздуха (прил.2).

При α = 0,95

При α = 1,0

Аналогично интерполированием определяется теплоемкость при α = 0,96

Значение постоянных известных величин в уравнении баланса энергии

Для определения t_z значения теплоемкостей продуктов сгорания представляем в виде формул (см. табл. 2):

тогда

откуда

Действительное максимальное давление в конце сгорания

Степень повышения давления при сгорании

Полученные значения сравнить с табл.3.

2.2 Дизельный двигатель

Рассчитываем параметры процесса сгорания:

Д) Количество продуктов сгорания при α = 1,5

Количество диоксида углерода

Количество водяного пара

Количество оставшегося кислорода

Количество азота

Общее количество продуктов сгорания

Объемные доли компонентов в продуктах сгорания

аналогично

Проверка

Коэффициенты молекулярного изменения:

– горючей смеси

– рабочей смеси

Температуру продуктов сгорания Т_z в конце сгорания определяем по уравнению баланса энергии:

Коэффициент использования теплоты ξ_z для дизеля с неразделенной камерой сгорания и объемно-пленочным смесеобразованием принимаем ξ_z = 0,80 (см. табл.3).

Низшая теплота сгорания дизельного топлива Нu = 42500 кДж/кг (см. табл.1).

Максимальное давление сгорания в дизелях находится в пределах р_z = 7,5…12 МПа. Большие значения имеют место в дизелях с наддувом. Для рассчитываемого дизеля принимаем р_z = 8 МПа.

Степень повышения давления при сгорании

Температура воздуха в конце сжатия

Мольную теплоемкость воздуха при постоянном объеме и t_с = 664 ºC определяем методом интерполяции по таблице прил.1.

Мольная теплоемкость остаточных газов при t_c = 664 °C и α = 1,5 (прил. 3)

Преобразуем уравнение баланса энергии, подставив в него известные величины

Это уравнение решаем методом последовательных приближений В нулевом приближении принимаем

Первое приближение (α=1,5):

(прилож. 3)

Второе приближение:

Сходимость

Третье приближение

Сходимость

Принимаем

Степень предварительного расширения

Полученные показатели сравнить с их значениями в табл. 3.