Температура в конце сжатия

T_с = Т_а · εⁿ^{1– 1};

T_с(n_min) = 327,6·10,1^{(1,3763 – 1)}= 782,218 К;

T_с(n_М) = 326,3·10,1^{(1,3763 – 1)} = 779,027 К;

T_с(n_N) = 326,2·10,1^{(1,3763 – 1)} = 778,67 К;

T_с(n_max) = 326,3·10,1^{(1,3763 – 1)}= 778,91 К.

10.24. Средняя мольная теплоёмкость свежей смеси (воздуха).

Выбираем по таблице 3.6. «Формулы для определения средних мольных теплоёмкостей отдельных газов при постоянном объеме».

(mC_V)^t^c= 20,6 + 0,002638·t_c ,

где t_c = T_с – 273º:

t_c(n_min) = 803,2705 – 273 = 530,2705 ºС;

t_c(n_М) = 793,528 – 273 = 520,528 ºС;

t_c(n_N) = 795,68 – 273 = 522,68 ºС;

t_c (n_max) = 790,2635 – 273 = 517,2635 ºС.

(mC_V)^t^c(n_min) = 20,6 + 0,002638·530,2705 = 21,9989 кДж/кмоль·К;

(mC_V)^t^c(n_М) = 20,6 + 0,002638·520,528 = 21,9732 кДж/кмоль·К;

(mC_V)^t^c(n_N) = 20,6 + 0,002638·522,68 = 21,9788 кДж/кмоль·К;

(mC_V)^t^c(n_max) = 20,6 + 0,002638·517,2635 = 21,9645 кДж/кмоль·К.

10.25. Определение теплоёмкости остаточных газов.

Выбираем по таблице 3.7. «Средняя мольная теплоёмкость продуктов сгорания».

(mC_V")_t_o⁵⁰⁰ (n_min) = 24,014 + (24,15 – 24,014)·0,01/0,05 = 24,0412 кДж/кмоль·К;

(mC_V") _t_o⁶⁰⁰ (n_min) = 24,44 + (24,586 – 24,44)·0,01/0,05 = 24,4692 кДж/кмоль·К;

(mC_V")^t^c(n_min) = 24,0412 + (24,4692 – 24,0412)·9,218/100 = 24,0807 кДж/кмоль·К.

(mC_V")_t_o⁵⁰⁰ (n_М) = 24,15 + (24,045 – 24,15)·0,05/0,05 = 24,045 кДж/кмоль·К;

(mC_V")_t_o⁶⁰⁰ (n_М) = 24,586 + (24,475 – 24,586)·0,05/0,05 = 24,475 кДж/кмоль·К;

(mC_V") ^t^c(n_М) = 24,045 + (24,475 + 24,045)·6,027/100 = 24,0709 кДж/кмоль·К.

(mC_V")_t_o⁵⁰⁰ (n_N) = 24,15 + (24,045 – 24,15)·0,05/0,05 = 24,045 кДж/кмоль·К;

(mC_V") _t_o⁶⁰⁰ (n_N) = 24,586 + (24,475 – 24,586)·0,05/0,05 = 24,475 кДж/кмоль·К;

(mC_V") ^tc(n_N) = 24,045 + (24,475 – 24,045)·5,67/100 = 24,0694 кДж/кмоль·К.

(mC_V")_t_о⁵⁰⁰ (n_max) = 24,014 + (24,15 – 24,014)·0,03/0,05 = 24,0956 кДж/кмоль·К;

(mC_V")_t_о⁶⁰⁰(n_max) = 24,44 + (24,586 – 24,44)·0,03/0,05 = 24,5276 кДж/кмоль·К;

(mC_V")^t^c(n_max) = 24,0956 + (24,5276 – 24,0956)·5,91/100 = 24,1211 кДж/кмоль·К.

10.26. Теплоёмкость рабочей смеси.

(mC_V ')^t^c= (1/(1 + γ_r))·[(mC_V)^t^c_t_o+ γ_r·(mC_V '')^t^c_t_o] :

(mC_V ')^t^c(n_min) = (1/(1 + 0,04050014))·[21,94332 + 0,04050014·24,0807] = =22,0265 кДж/кмоль·К;

(mCV ')^t^c(n_M ) = (1/(1 + 0,0,03769155))·[21,9349 + 0,03769155·24,0709] = =22,0125 кДж/кмоль·К;

(mC_V ')^t^c(n_N) = (1/(1 + 0,03886047))·[21,93396 + 0,03886047·24,0694] = =22,0138 кДж/кмоль·К;

(mC_V ')^t^c(n_max) = (1/(1 + 0,03948463))·[21,93459 + 0,03948463·24,1211] = =22,0176 кДж/кмоль·К.

Таблица 10.3

Результаты расчётов процесса сжатия.

Параметры	n_min	n_M	n_N	n_max
	n, min ^{– 1}
	k₁	1,3765	1,3765	1,3765	1,3765
	n₁	1,3763	1,3763	1,3763	1,3763
	p_с	2,399	2,330	2,088	2,020
	T_с	782,218	779,027	778,670	778,910
	t_с	509,218	506,027	505,670	505,910
	(mCV)^t^c	21,943	21,935	21,934	21,935
	(mC_V")^t^c	24,081	24,071	24,069	24,121
	(mC_V')^t^c	22,027	22,012	22,014	22,018

Процесс сгорания.

Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси.

μ₀ = M₂ / M₁:

μ₀(n_min) = 0,536703846 / 0,5048495 = 1,06309672;

μ₀(n_M) = 0,553076923 / 0,52552258 = 1,05243228;

μ₀(n_N) = 0,553076923 / 0,52552258 = 1,05243228;

μ₀(n_max) = 0,544890385 / 0,51518604 = 1,05765752.

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси.

μ = (μ₀ + γ_r) / (1 + γ_r):

μ(n_min) = (1,0631 + 0,0405)/(1 + 0,0405) = 1,060641;

μ(n_M ) = (1,05243 + 0,037692)/(1 + 0,037692) = 1,05053;

μ(n_N) = (1,0524323 + 0,038861)/(1 + 0,038861) = 1,050471;

μ(n_max) = (1,05766 + 0,039485)/(1 + 0,039485) = 1,0554674.

10.29. Определение потерь теплоты вследствие химической неполноты сгорания (α > 1).

ΔН_u = 119950·(1 – α)·L_o :

ΔН_u(n_min) = 119950·(1 – 0,96)·0,517 = 2479,736 кДж/кг·топлива;

ΔН_u(n_M ) = 119950·(1 – 1)·0,517 = 0,00 кДж/кг·топлива;

ΔН_u(n_N ) = 119950·(1 – 1)·0,517 = 0,00 кДж/кг·топлива;

ΔН_u(n_max) = 119950·(1 – 0,98)·0,517 = 1239,868 кДж/кг·топлива.

Теплота сгорания рабочей смеси.

Н_раб.см.= (Н_u – ΔН_u)/(M₁·(1 + γ_r)):

Н_раб.см(n_min) = (43929,5 – 2479,74)/(0,504849·(1 + 0,0405)) = 78907,45 кДж/кмоль раб.смеси;

Н_раб.см(n_M) = (43929,5 – 0,00)/(0,525523·(1 + 0,037692)) = 80555,76 кДж/кмоль раб.смеси;

Н_раб.см(n_N) = (43929,5 – 0,00)/(0,525523·(1 + 0,038861)) = 80465,12 кДж/кмоль раб.смеси;

Н_раб.см(n_max) = (43929,5 – 1239,87)/(0,515186·(1 + 0,039485)) = 79715,04 кДж/кмоль раб.смеси.

Определение средней мольной теплоты продуктов сгорания.

(mC_V '')^t^z= 1/M₂·[M_CО2·(mC″_V_СО2)^t^c+ M_CO·( mC″_V_CO)^t^c+ M_H2O· (mC″_V_H2O)^t^c+ + M_H₂·( mC″V_H₂)^t^c+ M_N₂·( mC″_V_N₂)^t^c]:

Значения теплоёмкости (mC_V '')^t^c– принимаем по таблице 3.6. в диапазоне от 1501º до 2800ºС.(1);

(mC_V '')^t^z(n_min) = (1/0,53670385)·[0,0654·(39,123 + 0,003349·t_z) + + 0,0585·(22,49 + 0,00143·t_z) + 0,06975·(26,67 + 0,004438·t_z) + 0,0275·(19,678 + + 0,001758·t_z) + 0,39295·(21,951 + 0,001457·t_z)] = 24,651 + 0,002076209· t_z кДж/(кмоль·град);

(mC_V '')^t^z(n_M) = (1/0,55307692)·[0,07125·(39,123 + 0,003349·t_z) + 0·(22,490 + + 0,001430∙t_z) + 0,0725·(26,67 + 0,004438·t_z) + 0·(19,678 + 0,001758·t_z) + 0,40933· ∙(21,951 + 0,001457·t_z)] = 24,78177 + 0,0020915·t_z кДж/(кмоль·град);

(mC_V '')^t^z(n_N) = (1/0,55307692)·[0,07125·(39,123 + 0,003349·t_z) + 0·(22,49 + + 0,00143·t_z) + 0,0725·(26,67 + 0,004438·t_z) + 0·(19,678 + 0,001758·t_z) + 0,40933· ∙(21,951 + 0,001457·t_z)] = 24,78177 + 0,0020915·t_z кДж/(кмоль·град);

(mC_V '')^t^z(n_max) = 1/0,54489038·[0,06832·(39,123 + 0,003349·t_z) + 0,00293· ∙(22,49 + 0,00143·t_z) + 0,07113·(26,67 + 0,004438·t_z) + 0,00137·(19,678 + + 0,001758·t_z) + 0,40114·(21,951 + 0,001457·t_z)] = 24,71736 + 0,002093969·t_z кДж/(кмоль·град).

Определение температуры в конце видимого сгорания.

ξ _z·Н_раб.см+ (mC_V ')^t^c· t_c= μ·(mC_V '')^t^z· t_z ,

где ξ _z – коэффициент использованной теплоты (выбираем по графику) рис.10.2. – для двигателя с впрыском топлива (рис.10.1 – для карбюраторного двигателя);

ξ _z(n_min) = 0,875; ξ _z(n_M) = 0,95; ξ _z(n_N) = 0,9925; ξ _z(n_max) = 0,995.

Для n_min:

0,875·78907,45 + 22,027·509,218 = 1,060641·(24,651 + 0,002076209·t_z) ·t_z ;

80260,3155 = 26,1459·t_z+ 0,00220211·t_z² ;

0,00220211 t_z² + 26,1459t_z– 80260,3155 = 0;

t_z = 2530,424°C.

Для n_M :

0,95·80555,76 + 22,012·506,027 = 1,050528·(24,78177 + 0,0020915·t_z) ·t_z ;

87666,8896 = 26,0339·t_z + 0,00219718·t_z² ;

0,00219718 t_z² + 26,0339t_z – 87666,8896 = 0;

t_z = 2735,754°C.

Для n_N :

0,9925·80465,12 + 22,014·505,67 = 1,050471·(24,78177 + 0,0020915·t_z) ·t_z ;

90993,3626 = 26,0325·t_z + 0,00219706·t_z² .

0,00219706 t_z² + 26,0325t_z – 90993,3626 = 0;

t_z= 2822,855°C.

Для n_max:

0,955·79715,04 +22,018·505,91 = 1,055467·(24,71736 + 0,002083969·t_z) ·t_z ;

90455,4 = 26,0884·t_z + 0,00219956·t_z² ;

0,00219956 t_z² + 26,0884t_z – 90455,4001 = 0;

t_z = 2804,253°C.

Определение максимального теоретического значения давления в конце сгорания.

p_z = p_c·μ·T_z / T_c ,

где T_z = t_z + 273ºС.

p_z(n_min) = 2,399·1,060641·2803,42 / 782,218 = 9,119 МПа;

p_z(n_M) = 2,330·1,050528·3008,75 / 779,027 = 9,455 МПа;

p_z(n_N) = 2,088·1,050471·3095,86 / 778,67 = 8,720 МПа;

p_z(n_max) = 2,020·1,05546741·3077,25 / 778,910 = 8,423 МПа.

Действительное максимальное давление в конце сгорания.

p_zд= 0,85·p_z :

p_zд(n_min) = 0,85·9,119 = 7,752 МПа;

p_zд(n_M) = 0,85·9,455 = 8,037 МПа;

p_z_д(n_N) = 0,85·8,720 = 7,412 МПа;

p_z_д(n_max) = 0,85·8,423 = 7,159 МПа.

Определение степени повышения давления.

λ = p_z/ p_с :

λ(n_min) = 9,119/2,399 = 3,801;

λ(n_M) = 9,445/2,330 = 4,057;

λ(n_N) = 8,720/2,088 = 4,176;

λ(n_max) = 8,423/2,020 = 4,17.

Таблица 10.4

Результаты расчётов процесса сгорания.

Параметры	n_min	n_M	n_N	n_max
	n, min ^{– 1}
	μ₀	1,06310	1,05243	1,05243	1,05766
	μ	1,06064	1,05053	1,05047	1,05547
	ΔН_u	2479,736	0,00	0,00	1239,868
	Н_раб.см	78907,447	80555,76	80465,12	79715,038
	(mC_V")^t^z	24,7 + 0,002076·t_z	24,8 + 0,002092·t_z	24,8 + 0,002092·t_z	24,7 + + 0,002084·t_z
	ξ _z	0,875	0,95	0,995	0,995
	t_z	2530,42	2735,75	2822,86	2804,25
	T_z	2803,42	3008,75	3095,86	3077,25
	p_z	9,119	9,455	8,720	8,423
	p_zд	7,752	8,037	7,412	7,159
	λ	3,801	4,057	4,176	4,170

Процесс расширения и впуска.

10.36. Определение среднего показателя адиабаты расширения k₂ (см. рис.4.8. «Номограмма определения показателя адиабаты расширения k₂ для бензинового двигателя»).

k₂(n_min) = 1,25; k₂(n_M) = 1,24719; k₂(n_N) = 1,24654; k₂(n_max) = 1,24783.

10.37. Определение среднего показателя политропы расширения n₂ .

n₂ = k₂ – Δ;

n₂(n_min) = 1,2492; n₂(n_M) = 1,24639; n₂(n_N) = 1,24574; n₂(n_max) = 1,24703.

Определение давления в конце процесса расширения.

p_b = p_z/εⁿ²:

p_b(n_min) = 9,19/10,11,2492 = 0,50742287 МПа;

p_b(n_M ) = 9,455/10,11,24639 = 0,52953825 МПа;

p_b(n_N) = 8,720/10,11,24574 = 0,48907518 МПа;

p_b(n_max) = 8,423/10,11,24703 = 0,47100306 МПа.

Определение температуры в конце процесса расширения.

T_b = T_z /εⁿ²^{– 1}:

T_b(n_min) = 2803,42/10,10,2492 = 1575,476 K;

T_b(n_M) = 3008,75/10,10,24639 = 1701,892 K;

T_b(n_N) = 3095,86/10,10,24574 = 1753,795 K;

T_b(n_max) = 3077,25/10,10,24703 = 1738,064 K.

10.40. Проверка ранее принятой температуры T_r .

T_r = T_b/ ³√ p_b/ p_r :

T_r(n_min) = 1575,476/ ³√0,507422866/0,103746 = 928,137 К;

T_r(n_M ) = 1701,892/ ³√0,529538253/0,105125 = 992,814 К;

T_r(n_N) = 1753,795/ ³√0,489075182/0,11 = 1066,56 К;

T_r(n_max) = 1738,064/ ³√0,47100306/0,111365 = 1074,75 К.

10.41. Определение погрешности расчёта (допустимая погрешность не более 5%).

ΔT_r = [(T_r – T_r _р.п.)/ T_r_р.п.]·100% :

ΔT_r(n_min) = [(928,137 – 910)/910]·100% = 1,993%;

ΔT_r(n_M ) = [(992,814 – 967,5)/967,5]·100% = 2,616%;

ΔT_r(n_N) = [(1066,56 – 1025)/1025]·100% = 4,054%;

ΔT_r(n_max) = [(1074,75 – 1032,5)/1074,75]·100% = 3,931%.

Таблица 10.5

Результаты расчётов процесса расширения и выпуска.

Параметры	n_min	n_M	n_N	n_max
	n, min ^{– 1}
	k₂	1,25	1,24719	1,24654	1,24783
	n₂	1,2492	1,24639	1,24574	1,24703
	P_b	0,507422866	0,529538253	0,489075182	0,47100306
	T_b	1575,476	1701,892	1753,795	1738,064
	T_r	928,1	992,8	1066,6	1074,7
	ΔT_r , %	1,99	2,62	4,05	3,93

Индикаторные параметры рабочего тела.

Теоретическое среднее индикаторное давление.

p_i ' = (ρ_с/(ε – 1))·{(λ/n₂ – 1)·(1– [1/εⁿ^{2 – 1}]) – (1/n₁ – 1)·(1– [1/εⁿ^{1– 1}])}:

p_i '(n_min) = (2,399/(10,1 – 1))·{( 3,8/(1,24920 – 1))·(1– [1/10,1^{(1,24920 – 1)}]) – (1/(1,376 – – 1))·(1 – [1/10,1^{(1,376 – 1)}])} = 1,354311 МПа;

p_i '(n_M) = (2,330/(10,1 – 1))·{( 4,1/(1,24639 – 1))·(1 – [1/10,1^{(1,24639 – 1)}]) – (1/(1,376 – – 1))·(1 – [1/10,1^{(1,376 – 1)}])} = 1,436202 МПа;

p_i '(n_N) = (2,088/(10,1 – 1))·{( 4,2/(1,24574 –1))·(1– [1/10,1^{(1,24574 – 1)}]) – (1/(1,376 – – 1))·(1 – [1/10,1^{(1,376 – 1)}])} = 1,336022 МПа;

p_i '(n_max) = (2,020/(10,1 – 1))·{(4,2/(1,24703 – 1))·(1 – [1/10,1^{(1,24703 – 1)}]) – (1/(1,376 – – 1))·(1 – [1/10,1^{(1,376 – 1)}])} = 1,28775 МПа.

Наши рекомендации

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа

Температура в конце расширения

Давление в конце сжатия бензовых,дизельных

От искры температуры заряда в конце сжатия

Программные средства для сжатия данных (архивация). Самораспаковывающиеся архивы. Многотомные архивы. Теоретические основы сжатия данных (виды сжатия, коэффициент сжатия).

Перечислите типы компрессоров. Изложите принцип работы поршневого компрессора одноступенчатого сжатия, чем он отличается от многоступенчатого сжатия?

Давление и температура в конце процесса сгорания в двигателях внутреннего сгорания

Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура

Среднегодовая температура воздуха в регионе, температура у устья, эффективность систем очистки

← Предыдущая страница | Следующая страница →