Тепловой расчет дизельного двигателя

1. Теоретически необходимо количество воздуха для сгорания 1 кг топлива с учетом того, что кислорода в воздухе по массе содержится 23% рассчитывается по формуле (1):
;
С учетом того, что по объему количества кислорода в воздухе составляет 21% теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг дизельного топлива рассчитывается по формуле (2):
.
Проверка: поскольку средняя (кажущаяся) молекулярная масса воздуха μв = 28,96, то отношение l0/L0 должно быть приближенно равно этой величине:
.
2. Суммарное количество воздуха в соответствии с выражением (7):
.
3. Количество продуктов сгорания при α = 1 по формуле (9):
кмоль С02/кг топл.;
кмоль Н2О/кг топл.;
кмоль О2/кг топл.;
кмоль N2/кг топл.;
Общее количество продуктов сгорания
кмоль/кг топл.
Проверка
Коэффициент молекулярного изменения свежей и рабочей смеси
Изменение количества молей рабочего тела при сгорании
Атмосферные условия
Ро=0,1МПа
То=293К
Температура и давление окружающей среды
ТК= Т0=293К
РК= Р0=0,1МПа
Температура остаточных газов
Примем ТГ=750К
Давление остаточных газов
рг=1,1· рк=1,1 · 0,1=0,11Мпа
Температура подогрева свежего заряда
Примем ∆Т=20оС
Плотность заряда на впуске
где - удельная газовая постоянная для воздуха.
Определение гидравлических потерь во впускном трубопроводе
В соответствии со скоростным режимом двигателя (n=2400 об/мин) и при условии качественной внутренней поверхности впускной системы можно принять:
и ,
где β – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра; ξвп – коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому сечению; ωвп – средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы.
Давление в конце впуска
рa =рк –Δра=0,1–0,008=0,092 МПа
Коэффициент остаточных газов


Количество остаточных газов
Температура в конце впуска
К
Коэффициент наполнения
Средние показатели адиабаты и политропы сжатия . При работе дизеля на номинальном режиме можно с достаточной степенью точности принять показатель политропы сжатия приблизительно равным показателю адиабаты, который определяется по номограмме, при ε=16,9 и Та=327 n1=1.371
Давление и температура в конце сжатия
Средняя мольная теплоёмкость в конце сжатия
а) свежей смеси (воздуха).
,
где =925-273˚С=652˚С.
б) остаточных газов
-определяется методом интерполяции по таблице, при tc=6250С,α=1,5
в) рабочей смеси
Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
Теплота сгорания рабочей смеси
Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания
Коэффициент использования теплоты для современных дизелей с раздельными камерами сгорания и хорошо организованным объемным смесеобразованием, с повышением теплонапряженности двигателя и созданием более благоприятных условий для протекания процесса сгорания можно принять ξz=0,83
Степень повышения давления в дизеле в основном зависит от величины подачи топлива