− элементарное количество прироста анергии рабочего тела вследствие изменения количества вещества
. (4.17)
Определим в отдельности элементы выражений (4.16) и (4.17).
Основное количество рабочего тела
, (4.18)
где − молярная масса рабочего тела в начале
такта сжатия [5];
− химический коэффициент молекулярного
изменения по отношению к объему воздушного заряда до момента начала подачи в
цилиндр топлива [3];
− относительное количество теплоты, выделяющееся при сгорании
топлива за один цикл.
; (4.19)
, (4.20)
где − теоретически необходимое количество
воздуха для сгорания 1 кг топлива в кмолях с учетом влажности [5];
,
и
− элементарный состав топлива, для
которого:
;
;
.
, (4.21)
где − объемная доля кислорода во влажном
воздухе.
, (4.22)
где − объемная доля кислорода в сухом воздухе,
равная 0,209;
− объемная доля паров воды в воздухе.
, (4.23)
где − относительная влажность воздуха, равная
80%;
− парциальное давление насыщения паров воды
при
ºС, равно 2337 Па.
Учитывая зависимости (4.19) и (4.20), выражение (4.18) примет вид:
. (4.24)
Элементарный прирост энтропии рабочего тела в процессе сгорания [6]
, (4.25)
где − средняя температура рабочего тела на рассматриваемом
участке.
В источнике [1] рекомендуется в данном случае принять закон изменения средней температуры подчиняющимся уравнению
. (4.26)
Но, как показали
исследования, при таком малом шаге расчета =1ºп.к.в.
погрешность вычисления средней температуры не превысит 0,02%, если упростить
расчет и принять
. (4.27)
Изменение энтропии всего рабочего тела за весь процесс [9]
. (4.28)
Истинная теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении по эмпирической зависимости проф. Глаголева [4]
. (4.29)
Элементарное увеличение количества рабочего тела
. (4.30)
Зная теплоту химический
реакции окисления топлива за шаг
=1ºп.к.в. и элементарное количество
анергии рабочего тела
, из выражения (4.12) получим
. (4.31)
Представляя выражение (4.31) в относительных величинах, получим
, (4.32)
или
. (4.33)
Из выражения (4.33)
. (4.34)
Относительное количество анергии рабочего тела в цилиндре при сгорании топлива получаем, интегрируя выражение (4.34)
. (4.35)
Относительное количество эксергии рабочего тела и максимальный КПД определяются разницей между относительным количеством теплоты, выделившегося при сгорании топлива и относительным количество анергии рабочего тела в цилиндре двигателя
. (4.36)
Для упрощения расчетов, в
силу своей малой величины (рис 4.1), можно принять элементарное количество
анергии рабочего тела вследствие изменения количества вещества =0.
Рисунок 4.1 – Составляющие элементарного количества
анергии рабочего тела в цилиндре
При этом условии получим
; (4.37)
; (4.38)
; (4.39)
. (4.40)
Относительное количество эксергии рабочего тела получаем путем интегрирования выражения (4.40)
. (4.41)
При упрощении в
определении относительного количества эксергии рабочего тела погрешность
вычисления не превышает 1,5% от методики , где ≠0.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.