Цикловой расход топлива, цикловой расход воздуха и коэффициент избытка воздуха

В предыдущих разделах проекта рассчитано количество тепловой энергии, подведенной к рабочему телу – Qподв. Эта теплота образуется в результате сгорания топлива. Низшая теплотворная способность дизельного топлива может быть принята равной 10400 ккал/кг. Учитывая, что

1ккал =427кгм = 4187Дж,

получим цикловый расход топлива (количество сгоревшего топлива в одном цилиндре за один цикл)

Gтц = Qподв/10400/4187 = 3617.8/10400/4187 =0.0000831кг

Количество воздуха, наполняющего один цилиндр двигателя за один цикл, определится из простейшего соотношения

Gвц = µ*Nмол/1000 = 28.96*0.094516/1000 = 0.002737кг,

где µ = 28.96кг/кмоль – молекулярная масса воздуха.

Учитывая, что для полного сгорания 1 килограмма дизельного топлива необходимо 14.8 килограмма воздуха [2], рассчитаем коэффициент избытка воздуха

α= Gвц/Gтц/14.8 = 0.002737/0.0000831/14.8 = 2.23

При низком заданном значении степени сжатия рабочего тела получено высокое расчётное значение коэффициента избытка воздуха. В этом случае следует ожидать, что двигатель будет иметь большие габариты и массу, он будет иметь низкую эффективность, но такой двигатель может иметь высокий ресурс и относительно хорошие экологические характеристики

7.7.3 Расход топлива двигателем, мощность двигателя и его удельный расход топлива.

Из простейших рассуждений легко получить зависимость для определения расхода топлива двигателя

Gт = Gтц*i*N*60/2 = 0.0000831*4*2000*60/2 = 19.9кг/час,

где i*N*60/2 – количество циклов, совершаемых во всех цилиндрах двигателя за 1 час.

Мощность двигателя определим с учётом его механического коэффициента полезного действия и, полагая, что наполнение цилиндров двигателя рабочим телом учтено значениями давления и температуры воздуха в начале процесса сжатия. Механический коэффициент полезного действия примем в соответствии с рекомендациями [2] равным η_м = 0.76.

Pe_max = Ni*η_м = 121.3*0.76 = 92.2кВт

По определению удельный расход топлива двигателем равен

g_e = 1000*Gт/Pe_max = 1000*19.9/92.2 = 216[г/кВт*час]