Давление конца расширения

Расчёт.

Стехиометрическое количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива и состава С+Н+О (воздух принимают как 0,21 объёмных частей кислорода и 0,79 объёмных частей азота)

=0,4946 кмоль.

Количество свежей смеси на 1 кг топлива для двигателей с внутренним смесеобразованием

=0,6925 кмоль.

Полное сгорание при a³1

Принимают, что продукты полного сгорания состоят из углекислого газа СО₂, водяного пара Н₂О, избыточного кислорода О₂ и азота N₂

=0,0725;

=0,0630;

=0,0415;

=0,5471;

Общее количество продуктов сгорания

=0,7241.

Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси

=1,0457.

Давление в начале сжатия

=0,095 МПа.

Коэффициент наполнения

0,9034 ,

где - коэффициент, учитывающий неодинаковость теплоёмкостей смеси и остаточных газов и равный 1,052 .

Коэффициент остаточных газов

=0,0293 .

Температура рабочей смеси в начале сжатия

=340,5 К.

Действительный коэффициент молекулярного изменения

=1,044 .

Давление в конце сжатия

=4,288 МПа,

n1=1,359.

Показатель политропы сжатия и расширения находится из трансцендентного уравнения

,

где ,

для процесса сжатия i=1, к=c, n=a, m=e, ;

при адиабатном сжатии , следовательно

для процесса расширения i=2, к=b, n=z, m=e, ;

R_m=8,1343 кДж/(кмоль*К)– универсальная газовая постоянная.

Температура в конце сжатия

=931,4 К.

При a³1

Уравнение сгорания для дизельных двигателей:

,

где – коэффициент использования теплоты при сгорании,; u_{с с.з} – молярная внутренняя энергия свежей смеси в конце процесса сжатия (свежего заряда), u_{с п.с} – молярная внутренняя энергия продуктов сгорания.

Степень повышения давления

=2,081.

Молярная внутренняя энергия свежего заряда при температуре t_c, (температура в уравнение молярной внутренней энергии подставляется в °С)

=14667 кДж/кмоль,

где С_{v c.з} – молярная теплоёмкость свежего заряда (воздуха) при температуре t_c,

Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре t_c

=15915 кДж/кмоль,

где r_{к п.с} – объёмная доля компонента продуктов сгорания, С_{v п.с} – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре t_с.

Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре t_z

=59522 кДж/кмоль,

где С_{v п.с} – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре t_z.

Объёмная доля компонента продуктов сгорания

,

где М_к – количество компонента продуктов сгорания, кмоль; например, .

Решая уравнение сгорания, определяем температуру Т_z.

Tz=2480,0 K.

Степень предварительного расширения

=1,336 .

Степень последовательного расширения

=12,348 .

Давление конца расширения

=0,359 МПа,

n2=1,278 .

n₂ – показатель политропы расширения.

Температура конца расширения

=1232,0 K.

Среднее индикаторное давление

=1,041 МПа.

Индикаторный к.п.д.

=0,4642.

Удельный индикаторный расход топлива

=0,1852 кг/(кВт*ч).

Механический к.п.д. для предварительного расчета (определения S и D) принимаем .

Рабочий объём одного цилиндра

=476,76 cм3.

Диаметр цилиндра

=86,13 мм.

Ход поршня

=81,83 мм.

Эффективный к.п.д.

=0,3945.

Удельный эффективный расход топлива

=0,2179 кг/(кВт*ч).

Литровая мощность

=12,53 кВт/л.

Часовой расход топлива

=10,42 кг/ч.