Тепловой расчет с определением основных размеров четырехтактного шестицилиндрового безкомпрессорного дизеля

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

Произвести тепловой расчет с определением основных размеров четырехтактного шестицилиндрового безкомпрессорного дизеля:

Исходные данные:

эффективная мощность N_e= 20 кВт, число оборотов п = 450 об/мин, топливо дизельное.

Решение:

Элементарный состав топлива (по весу): К_с = 0,86, К_Н2 = 0,13, = 0.01. Теплотворная способность топлива Q_T= 41868 кДж/кг.

Определяем теоретически необходимое количество воздуха для сгорания I кг топлива.

 Моль/кг топлива.

Принимая α = 2 (для тихоходных двигателей с самовоспламенением а = 1,7 - 2) находим по формуле:

М^д_в = α М_в = 2 х 0,498 = 0,995, Моль/кг топлива.

Количество продуктов сгорания 1кг топлива в молях:

 Моль/кг топлива.

Коэффициент молекулярного изменения по формуле

Задаемся параметрами на впуске. Предварительно принимаем:

Р_а = 0,85 Бар; Р_Г=1,1 Бар; ТГ = 700°К; ∆Т= 15°С; Р₀ = 1 Бар;Т0= 288°К.

Принимаем степень сжатия

Температура топливной смеси, поступающей в цилиндр

К

Коэффициент наполнения

Коэффициент остаточных газов

Температура начала сжатия:

Определяем параметры в конце сжатия. Принимаем показатель политропы

Определяем параметры конца процесса сгорания. Задаемся величиной степени увеличения давления. Тогда максимальное давление в цилиндре РZна основании определения степени повышения давления

Температура сгорания определится из уравнения

Средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания по формуле для принятого значения а:

кДж/моль град.

Средняя мольная изобарная теплоемкость продуктов сгорания по формуле для принятого значения а при температуре ТZ.

Средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания при температуре Тс

Определяемсреднюю изохорную теплоемкость воздуха притемпературе Т_с

Принимая коэффициент выделения тепла, подставляем полученные выражения и величины в исходное уравнение

Упрощаяполученное выражение, получим

Решая полученное квадратное уравнение относительно температуры  , получим (принимая только положительное значение корня)

Степень предварительного расширения

Коэффициент действительного молекулярного изменения

Следовательно,