Расчет параметров конца процесса сгорания

Расчет параметров процесса сгорания сводится к решению уравнения, из которого определяется температура газа Т_Z в конце видимого сгорания. При расчетах рабочего процесса обычно задаются степенью повышения давления -l_Z. Располагая значениями Т_Z и l_Z можно найтистепень предварительного расширенияи величину максимального давления сгорания цикла являющегося основным параметром дизелей при расчете их на прочность.

Температура конца процесса сгорания (Т_Z)

Температура конца процесса сгорания (Т_Z) определяется из уравнения первого начала термодинамики: Q =∆U+ L = (U₂ – U₁) + L_1-2

Т.к. воспламенение и активное горение топливовоздушной смеси в основном протекает на участке (с-z)индикаторнойдиаграммы то уравнение первого начала термодинамики для данного участка примет вид

Q_C-Z=(U_Z – U_C) + L_CZ КДж

где: U_z; U_c – изменение внутренней энергии рабочего тела на участке

(с-z) диаграммы (кДж);

L_cz – внешняя работа на участке (с-z)диаграммы , кДж.

Решение этого уравнения ведется из условия сгорания 1 кг топлива.

Тогда количество выделившегося тепла на участке (с-z) – Q_C-Z равна

Q_{С -Z}= H_u×x

где: x - коэффициент эффективного (активного) тепловыделения (задано);

Н_u – низшая теплота сгорания 1 кг топлива (задано), кДж/кг.

Преобразовав уравнение первого начала термодинамики, получим

уравнение сгорания для дизелей:

где: g - коэффициент остаточных газов ( по заданию);

l_Z - степень повышения давления.

При расчетах следует исходить из значений l_Z =1,35¸1,55.

Т_С; b; mС_VZ; mС_РZ– вычисляются ранее.

После подстановки численных значений в уравнение последнее приходит к виду:

А·T_Z ² + B· T_Z – C = 0

откуда T_Z = .

Максимальное давление сгорания Р_z определяется из соотношения

Р_Z = l_Z ×Р_С

где: l_Z - степень повышения давления ; Р_С – давление сжатия (вычислено ранее)

Ориентировочные значения Р_Z для номинальной мощности дизелей составляют:

степень предварительного расширения

r =

по опытным данным степень предварительного расширения изменяется в пределах от r = 1,2¸1,4

объём цилиндра в точке z диаграммы

Литература:

1. Тепловозные двигатели внутреннего сгорания А.Э. Симсон и др., М., Транспорт, 1987

2. Локомотивные энергетические установки. А.И. Володин, В.З. Зюбанов. Под редакцией А.И. Володина. Москва, Желдориздат.2002 г.718с.

3. Володин А.И. Тепловозные ДВС. М., Транспорт – 1978 г.

4. Орлин А.С., Круглов М.Г. Двигатели внутреннего сгорания, Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. М., Машиностроение – 1980 г.

Контрольные вопросы:

1. Как осуществляется процесс смесеобразования в дизельных и бензиновых двигателях.

2. Перечислите основные факторы определяющие качество смесеобразования в дизельных и бензиновых двигателях.

3. Что характеризует тонкость распыливания топлива.

4.Что такое горение.

5. Какие основные термодинамические параметры характеризуют такт сжатия.

6.Дайте определение и приведите формулу степени предварительного расширения.