Определение основных характеристик рабочего тела
Рис 1.1 – Изменение надпоршневого объема в зависимости от угла поворота
Коленчатого вала.
Расчёт эффективной площади проходных сечений клапанов
Расчёт эффективной площади проходных сечений клапанов выполнен по максимальному значению , продолжительность подъема и посадки клапанов:
;
,
где φн.о.,φн.з. – углы поворота кривошипа, соответствующие началу открытия и началу закрытия клапана; φп.о.,φп.з – продолжительность подъема и посадки клапана в гр. п.к.в. (φп.о.=φп.з =90 гр. п.к.в.);
Максимальная площадь проходного сечения впускного клапана:
Максимальная площадь проходного сечения выпускного клапана:
где dgs = 0,0275 м, dgb = 0,0325 м – диаметры горловины клапана, dsht = 0,008 м – диаметр штока клапана.
Максимальным значениям проходных сечений клапанов соответствует коэффициенты расхода . Результаты расчёта приведены в таблице 1.2 и 1.3, по результатам расчёта построена диаграмма изменения эффективной площади проходных сечений клапанов рис. 1.2.
Таблица 1.2 - Расчёт эффективной площади проходных сечений впускных клапанов
впускной клапан | |||
подьем клапана | ϕ | посадка клапана | ϕ |
2058,371507 | |||
2,507044768 | 2042,735862 | ||
30,57121533 | 1996,304011 | ||
88,9777833 | 1920,486761 | ||
175,9520947 | 1817,587781 | ||
288,851479 | 1690,733604 | ||
424,2455456 | 1543,77863 | ||
578,0204144 | 1381,188012 | ||
745,5037136 | 1207,901984 | ||
921,6065481 | 1029,185753 | ||
1100,978122 | 850,4695228 | ||
1278,168322 | 677,1834945 | ||
1447,793312 | 514,5928767 | ||
1604,699123 | 367,637903 | ||
1744,118252 | 240,7837261 | ||
1861,814518 | 137,8847457 | ||
1954,211781 | 62,06749551 | ||
2018,502596 | 15,63564416 | ||
2058,371507 |
Таблица 1.3 - Расчёт эффективной площади проходных сечений выпускных клапанов
выпускной клапан | |||
подьем клапана | ϕ | посадка клапана | ϕ |
1,671363179 | 1372,247671 | ||
20,38081022 | 1361,823908 | ||
59,3185222 | 1330,869341 | ||
117,3013965 | 1280,324507 | ||
192,5676527 | 1211,725187 | ||
282,8303638 | 1127,155736 | ||
385,3469429 | 1029,185753 | ||
497,0024758 | 920,7920081 | ||
614,4043654 | 805,2679892 | ||
733,9854149 | 686,1238355 | ||
852,1122145 | 566,9796818 | ||
965,1955411 | 451,455663 | ||
1069,799415 | 343,0619178 | ||
1162,745501 | 245,0919353 | ||
1241,209679 | 160,522484 | ||
1302,807854 | 91,92316382 | ||
1345,668397 | 41,37833034 | ||
1372,247671 | 10,42376277 | ||
Рис 1.2. – Изменение эффективной площади проходных сечений клапанов
Определение основных характеристик рабочего тела
Объемная доля паров воды в воздухе:
где = 2337 Па – парциальное давление насыщенных паров воды соответствующее заданной температуре окружающей среды равной 20˚С; α = 1,7; Р0 = 101300 Па - давление окружающей среды.
Объемная доля кислорода во влажном воздухе:
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива с учетом влажности:
где C = 0,87; H = 0,125; O = 0,005
Объемные доли компонентов свежего заряда на впуске:
Проверка точности вычислений объемных долей компонентов свежего заряда:
Погрешность вычислений:
Молярная масса свежего заряда:
где = 28 кг/кмоль – молярная масса азота; кг/кмоль – молярная масса кислорода; кг/кмоль – молярная масса воды.
Газовая постоянная для 1 кг свежего заряда, Дж/(кг·К):
Молярная истинная и молярная средняя теплоемкости свежего воздуха при постоянном объеме в интервале температур 0…1000ºС:
Количество продуктов сгорания, приходящихся на 1 кг топлива в кмолях:
Объемные доли компонентов, входящие в состав продуктов сгорания:
Проверка точности вычислений объемных долей компонентов продуктов сгорания:
Химический коэффициент молекулярного изменения:
Молярная масса продуктов сгорания:
где μСО2 = 44 кг/кмоль молярная масса СО2; μСО = 28 кг/кмоль молярная масса СО.
Газовая постоянная продуктов сгорания для 1 кг продуктов сгорания, Дж/(кг·К):
Молярная истинная и молярная средняя теплоемкости продуктов сгорания при постоянном объеме в интервале температур 0…1000ºС:
Молярная истинная и молярная средняя теплоемкости продуктов сгорания при постоянном объеме в интервале температур 1000….2700ºС: