Теплоемкость воздуха и продуктов сгорания

Теплоемкость газов изменяется при сгорании вместе с изменением температуры и состава рабочей смеси.

В конце процесса сжатия (начала горения) рабочая смесь состоит из действительного количества воздуха поступившего в цилиндр и остаточных газов. В виду малой доли остаточных газов теплоемкость рабочей смеси можно принять равной теплоемкости воздуха.

Считая, что горение начинается в точке (С) диаграммы (при V=const) определяем среднюю мольную изохорную теплоемкость воздуха для точки (С).

=20,13 + 0,002411·Т_С , (20)

где: Т_С , К– вычислена ранее.

Средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания для

точки (Z) диаграммы при a > 1.

mС_VZ = (20, 97 + )+(1,549 + )·10^-3 ·Т_Z, (21)

где: a – коэффициент избытка воздуха ( по заданию).

Средняя мольная изобарная теплоемкость продуктов сгорания

mС_РZ = mС_VZ + 8,31,4 .

Расчет параметров конца процесса сгорания

Расчет параметров процесса сгорания сводится к решению уравнения, из которого определяется температура газа Т_Z в конце видимого сгорания. При расчетах рабочего процесса обычно задаются степенью повышения давления -l_Z. Располагая значениями Т_Z и l можно найтистепень предварительного расширенияи величину максимального давления сгорания цикла являющегося основным параметром дизелей при расчете их на прочность.

2.3.2.1.Температура конца процесса сгорания (Т_Z).

Температура конца процесса сгорания (Т_Z) определяется из уравнения первого начала термодинамики, преобразовав которое, получим

Уравнение сгорания для дизелей:

(22)

где: g - коэффициент остаточных газов ( по заданию);

l_Z - степень повышения давления.

При расчетах следует исходить из значений l_Z =1,35-1,55.

Т_С; b; mС_VZ; mС_РZ– вычислены ранее.

После подстановки численных значений в уравнение последнее приходит к виду:

А·T_Z ² + B· T_Z – C = 0

откуда T_Z = .

2.3.2.2.Максимальное давление сгорания (Р_z).

Максимальное давление сгорания Р_z определяется из соотношения:

Р_Z = l_Z ×Р_С, (23)

где: l_Z - степень повышения давления ;

Р_С – давление сжатия (вычислено ранее).

Ориентировочные значения Р_Z для номинальной мощности дизелей составляют: Р_Z = 8-13 МПа, T_Z =1800-2700К.

2.3.2.3.степень предварительного расширения

r = (24)

по опытным данным степень предварительного расширения изменяется в пределах от r = 1,2-1,4

2.3.2.4.объём цилиндра в точке z диаграммы

Процесс расширения

Процесс расширения протекает при высокой температуре с интенсивным теплообменом. Процесс расширения также как и сжатие является политропным,

с показателем- n_Р переменным на всем протяжении хода поршня. В расчетах рабочего цикла принимают условный постоянный средний показатель политропы расширения, значения которого составляют для дизелей n_р = 1,2-1,3.