- •Тюменский государственный нефтегазовый университет Институт транспорта
- •Методические указания к контрольной работе
- •Введение
- •1. Тепловой расчет двигателя
- •1.1.Процессы впуска и выпуска
- •1.2. Процесс сжатия
- •1.3. Процесс сгорания
- •Эффективные показатели двигателя
- •1.4. Процесс расширения
- •Индикаторные показатели цикла
- •Определение основных размеров двигателя
- •Построение расчетной индикаторной диаграммы
- •Точки политропы соединяются плавной кривой.
- •Построение внешней скоростной характеристики двигателя
- •Коэффициенты для построения скоростной характеристики
- •Показатели двигателя для построения скоростной характеристики
- •Пример теплового расчета двигателя
- •Расчет процессов впуска и выпуска
- •1.2. Процесс сжатия
- •1.3. Процесс сгорания
- •1.4. Процесс расширения
- •Индикаторные показатели цикла
- •Эффективные показатели двигателя
- •Определение основных размеров двигателя
- •Литература
- •Техническая характеристика отечественных двигателей.
- •Современные автотракторные двигатели
- •Техническая характеристика стационарных дизелей, применяемых в нефтегазодобыче
1.2. Процесс сжатия
Определяют
параметры процесса сжатия: n1;
рс;
Тс,
.
а) Показатель политропы сжатия определяется из соотношения:
n1 = 1,41 – 100/nн; (4)
где nн – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя.
б) Давление конца сжатия:
.
(5)
в) Температура конца сжатия:
(6)
г) Масса рабочей смеси в конце сжатия :
,
кмоль. (7)
д) Теплоемкость рабочей смеси в конце сжатия:
Сvc=20,16+1,7410-3Тс , кДж/(кмоль.град)
1.3. Процесс сгорания
а) Определяют массу продуктов сгорания в цилиндрах двигателя.
1,0
+М1
r
,
(8)
1,
+
М1
r
,
(9)
где С = 0,855; 0,87; Н = 0,145; 0,125 – соответственно элементарный состав топлива для бензина и дизтоплива (ориентировочно).
б) Определяют температуру газов в цилиндре в конце процесса сгорания из уравнений:
для
бензинового двигателя
,
(10)
для
дизеля
,
(11)
где Сvz – теплоемкость продуктов сгорания при постоянном объеме:
Сvz =(18,4+2,6) + (15,5 + 13,8)10 – 4 Тz , (12а)
Сz – теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении:
Сz =(20,2 + 0,92/) + (15,5 + 13,8/) 10 –4 Тz + 8,314 , (12б)
-коэффициент
молекулярного изменения рабочей смеси
в ходе сгорания
=
,
(значения
находятся в пределах 1,01…1,1)
- коэффициент использования теплоты в ходе сгорания,
для бензиновых двигателей - =0,85… 0,95; для дизелей - =0,7…0,9.
Нн- низшая теплотворная способность топлива:
для
бензина -
44
, для дизтоплива -
Hн - потери теплоты вследствие неполноты сгорания при < 1;
.
(13)
Уравнения (10) и (11) после подстановки соответствующих значений решаются как квадратные уравнения:
А Тz2 + В Тz + C =0,
Tz
=
.
в) Определяют максимальное давление газов в цилиндре по формулам:
для дизелей рz = рc . (14)
Степень повышения давления принимается:
для дизелей с неразделенной камерой сгорания - 1,8…2,2;
для дизелей с разделенной камерой сгорания - 1,4…1,6;
для дизелей с пленочным смесеобразованием - 1,5…1,8;
(для дизелей с наддувом принимаются меньшие значения )
для бензиновых двигателей:
.
(15)
Степень повышения давления для бензиновых двигателей: = рz/рс.
