Свежий заряд и продукты сгорания.
4.1. Как определяется число кмолей свежего заряда для двигателей с количественным и качественным регулированием нагрузки?
В начале каждого нового цикла в двигатель поступает свежий заряд, который представляет собой либо воздух (дизель), либо его смесь с топливом (бензин). Перед началом сгорания количество свежего заряда М1 в кмолях на 1 кг топлива: в бензиновых двигателях М1=L+1/mT=aLO+mT, а в дизелях M1=L=aLO, где L – число кмолей кислорода, коэффициентом избытка воздуха a, стехиометрическое количество воздуха в кмолях воздуха на 1 кг топлива LO, mT – молярная масса топлива.
4.2. Как определить теоретический состав и количество продуктов сгорания при избытке воздуха?
При сгорании топлива в воздухе при a>1 теоретически имеет место полное сгорание (CxHy+(x+y/4)O2=xCO2+y/2H2O). Продукты сгорания помимо СО2 и Н2О содержат N2 и избыточный О2: MN2+MO2=0,79aLO+0,21(a-1)LO=aLO-0,21LO. Количество кмолей продуктов сгорания с учетом MCO2=gC/12, MH2O=gH/2: M2=MN2+MO2+MCO2+MH2O=aLO-0,21LO+gC/12+gH/2. С учетом, что через элементарный состав топлива LO=(gC/12+gH/4-gOT/32)/0,21: M2=aLO+gH/4+gOT/32. Количество кмолей продуктов сгорания при a=1: (М2)a=1=LO+gH/4+gOT/32. Следовательно, M2=(М2)a=1+(a-1)LO.
4.3. Что называется химическим коэффициентом молекулярного изменения? Покажите на графике зависимость μ0 от a.
Объемы исходных компонентов и продуктов сгорания могут отличаться из-за разницы числа кмолей свежего заряда М1 и продуктов сгорания М2. Изменение числа кмолей при сгорании DM=М2-М1, оно характеризуется также химическим коэффициентом молекулярного изменения m0=M2/M1=1+DM/M1. Для дизеля m0=1+(gH/4+gOT/32)/aLO. Для карбюраторного двигателя с учетом того, что для a>1 M2=aLO+gH/4+gOT/32: m0=1+(gH/4+gOT/32-1/mT)/( aLO+1/mT), а для a<1 M2=gC/12+gH/2+0,79aLO (т.к. MCO+MCO2=gC/12; MH2+MH2O=gH/2): m0=1+(gC/12+gH/2-0,21aLO-1/mT)/(aLO+1/mT). Заменяя LO по уравнению LO=(gC/12+gH/4-gOT/32)/0,21: m0=1+(0,21(1-a)LO+gH/4+gOT/32-1/mT)/(aLO+1/mT).
4.4. Дайте определение теплоты сгорания топлива и горючей смеси. Почему теплота сгорания горючей смеси для различных топлив отличается меньше, чем теплота сгорания топлива?
Теплотой сгорания называют тепловой эффект реакций, идущих с образованием СО2 и Н2О. Т.к. вода в продуктах может находиться в парообразном и жидком состоянии, то вводят соответственно низшую Нu и высшую Hb теплоту сгорания, разность между которыми равна скрытой теплоте парообразования воды: Hu=Hb-2,512MH2O. В ДВС продукты сгорания не охлаждаются до температуры, при которой происходит конденсация водяного пара, поэтому в расчетах принимают Нu. Количество теплоты Нсм, выделяющееся при сгорании 1 кмоль ТВС, равно: при a³1 Нсм=Hu/M1, а при a<1 Нсм=(Hu-DHu)/M1, где DHu=114(1-a)LO – химическая неполнота сгорания бензина, МДж/кг. Теплота сгорания горючей смеси для различных топлив отличается меньше, чем теплота сгорания топлива потому, что в соответствующих топливах содержится кислородосодержащие соединения, в результате чего теплота сгорания топлива оказывается меньше, но при этом количество стехиометрической смеси тоже оказывается меньше, в результате чего теплота сгорания смеси различается меньше.
Дата добавления: 2016-05-16; просмотров: 1117;