Тепловой расчет рабочего процесса дизеля. Расчет давления наддува дизеля. Выбор схемы воздухоснабжения дизеля, страница 2

P_c= p_aeⁿ¹;                                                       (1.10)

                                                  T_c =Т_аe^n1-1.                                                     (1.11)

Р_с = 0,192×12,5^1,38 = 6,27 МПа,

Т_с = 356,4×12,5^1,38-1 = 930,6 К.

Химический коэффициент молекулярного изменения

                                           (1.12)   где L₀ – теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг          топлива, кмоль/кг; L₀ = 0,5 кмоль/кг;

  Н, О – массовые доли водорода и кислорода в топливе; Н = 0,135;

О = 0,005;

Действительный коэффициент молекулярного изменения

                   

Степень повышения давления в цилиндре

                                                                                                (1.14)

Температура рабочего тела, К, в точке z индикаторной диаграммы определяется из уравнения сгорания.

 

         (1.15)

где m_гС_pmz – средняя молярная теплоемкость при постоянном давлении для продуктов сгорания, кДж/(кмоль×К);

mC_vmc – псредняя молярная теплоемкость при постоянном объеме для          воздуха, кДж/(кмоль×К);

t_z, t_c – максимальная температура сгорания и сжатия соответственно, С°.

Значения теплоемкостей определяются по следующим формулам

-для воздуха и двухатомных газов

                                  mC_vmc = 20,93 + 2,093×10^-3t_c;                                      (1.16)

-для продуктов сгорания жидкого топлива

mC_vmc = 20,93 + 2,093×10^-3×657,6 = 22,31 кДж/(кмоль×К);

Необходимо определить максимальную температуру сгорания топлива t_z. Для этого подставляются в уравнение (1.15) выражения (1.16) и (1.17). После проведения некоторых преобразований получается уравнение

Одним из корней этого уравнения является отрицательное число, что не имеет физического смысла, а второй корень равен

t_z =1475,2 °С;

T_z =1475,2 + 273 = 1748,2 К.

Степень предварительного расширения

                                                                                                  (1.18)

Объем в точке zиндикаторной диаграммы , м³

                                                  V_z= rV_c,                                                   (1.19)

V_z= 1,731×2,3×10^-3 = 3,94×10^-3 м³.

1.4.3 Расчет процесса расширения

Давление р_b, МПа, и температура Т_b, К, в конце расширения

                                                                                              (1.20)

                                                    (1.21)

где d  – степень последующего расширения в цилиндре;

                                                        

МПа;

К.

1.4.4 Определение расчетного среднего индикаторного давления

Расчетное среднее индикаторное давление, МПа

                    (1.23) 

Среднее индикаторное давление действительного цикла p_i МПа, меньше расчетного p_ip вследствие наличия скруглений в точках с, z¢, z индикаторной диаграммы и в конце расширения, поэтому

p_i = j_п p_ip,                                                        (1.24)

где j_п – коэффициент полноты индикаторной диаграммы четырехтактного                                                                  и                        дизеля; j_п = 0,99 [14];

p_i = 0,99×1,16 = 1,15 МПа.

Индикаторная мощность дизеля, кВт

                                                  (1.25)

 кВт.

Индикаторный коэффициент полезного действия

                                                                                   (1.26)

Удельный индикаторный расход топлива, кг/(кВт×ч)

                                                                                                   (1.27)

кг/(кВт×ч).

1.4.5 Расчет эффективных показателей работы двигателя

К эффективным показателям работы двигателя относятся: эффективная мощность N_e, кВт; эффективный коэффициент полезного действия дизеля h_e; удельный эффективный расход топлива b_e, кг/(кВт×ч), которые рассчитываются по формулам:

                                                  N_e = N_i h_м,                                                   (1.28)

                                                  h_e = h_i h_м,                                                    (1.29)