2.Теплота сгорания топлива, изменение объема при сгорании топлива

Теплота сгорания топлива

Качество топлива определяется теплотой сгорания, т. е. количе­ством выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для жидкого) или объемной (для газообразного) единицы топлива. Теплоту сгорания топлива можно определить сжиганием его на­вески в специальной калориметрической установке. В результате полного сгорания топлива образуются углекислый газ и водяной пар. При определении количества выде­лившейся теплоты в калориметре продукты сгорания, образовав­шиеся в процессе реакции, охлаждают до начальной температуры. В этом случае водяной пар конденсируется с соответствующим выде­лением теплоты. Таким образом определяют высшую теплоту сго­рания 770, т. е. все количество теплоты, выделившееся в результате реакции. В двигателе внутреннего сгорания отработавшие газы уда­ляются при высокой температуре, когда не происходит конденсации водяных паров. Поэтому расчеты целесообразно вести по низшей теплоте сгорания Ни, которая меньше высшей на величину скрытой теплоты парообразования воды. Изменение объема при сгорании Из анализа формул, для определения количества продуктов в случае полного и неполного сгорания видно, что число молей продуктов сгорания М2 не равно начальному числу молей горючей смеси Мг и изменение числа мо­лей ДМ = М2 — Мх. При полном сгорании 1 кг жидкого топлива, как было показано при рассмотрении реакции сгорания, это проис­ходит из-за изменения объема при сгорании водорода, а также вслед­ствие перехода кислорода топлива От/32 в газообразное состояние. В действительном цикле во время сжатия в цилиндре двигателя находится газовая смесь. Состав смеси в процессе сжатия зависит от типа смесеобразования, количества поступившего воздуха или топливовоздушной смеси и остаточных газов. В процессе сгорания и расширения образуются продукты сгорания, состав которых за­висит от элементарного состава топлива, полноты сгорания и коэф­фициента избытка воздуха. При расчете действительного цикла необходимо учитывать зави­симость теплоемкости газовой смеси от температуры. Значения средних мольных теплоемкостей в интервале темпера­тур от 0 до Г С и внутренних энергий отдельных газов, входящих в состав газовой смеси.

3.Кинематические характеристики движения поршня.

Кинематика поршня. Кинематика возвратно-поступательно дви­жущегося поршня описывается зависимостями его перемещения Хφ, скорости υφ и ускорения jφ в функции угла поворота кривоши­па φ.

Перемещение поршня при повороте кривошипа на угол φ опре­деляется как сумма его смещений от поворота кривошипа на угол φ(XI) и отклонения шатуна на угол β(ХII): X = r + lш - r cosφ - lш соs β

или окончательно с учетом λ = r/lш X = r[(1-соsφ) + (1/λ)(1-соsβ)].

С достаточной для практических расчетов точностью можно упростить эту зависимость: X = r[(1 - соsφ) + (λ/4)(1 - соs2φ)] = ХI+ХII.

Скорость поршня определяется как первая производная от пе­ремещения поршня по времени:   

и приближенно   .

Максимального значения скорость достигает при φ + β = 90°, когда ось шатуна перпендикулярна радиусу кривошипа.

Для современных двигателей λ составляет 1,62... 1,64.

Ускорение поршня определяется производной от скорости пор­шня по времени: 

и приближенно 

В современных двигателях j = 5000... 20000 м/с2.

Для дезаксиального КШМ приближенные значения υ и j име­ют вид:

 

С учетом того, что для современных двигателей произведение kλ = 0,01...0,05 и его влияние на кинематику механизма невели­ко, на практике им обычно пренебрегают.

Билет 21

1.Надежность энергетических установок и пути ее обеспечения.

2.Процесс сгорания в бензиновом двигателе, параметры.

3.Методы и приборы для проведения испытаний энергетических установок.