Термодинамические характеристики рабочего тела

При расчете цикла двигателя используются значения средних молярных теплоемкостей рабочих тел и их компонентов при постоянном объеме или постоянном давлении для разных температур в кДж/(кмоль К). Связь между ними:

C_p = C_v + R_μ = C_v + 8,3144.

Свежую смесь, рабочую смесь, продукты сгорания рассматривают как смесь газов, поэтому теплоемкость смеси определяется как:

C_v = Σr_iC_vi, где

r_i = M_i/M – объемная (молярная) доля компонента в смеси;

M_i – число кмоль компонента в смесм;

M – число кмоль всей смеси (М₁ или М₂);

C_vi – теплоемкость компонента для данной температуры или диапазона температур в кДж/(кмоль К).

Для процесса сжатия в двигателях на жидком топливе в качестве рабочего тела с малой погрешностью можно принимать воздух. Для газовых двигателей необходимо определять теплоемкость свежего заряда для смеси воздуха и газообразного топлива.

В процессе расширения рабочим телом являются, естественно, продукты сгорания известного состава.

Молярные теплоемкости при постоянном объеме для газов, входящих состав рабочего тела, определяются из таблиц или с помощью специальных полиномов.

Расчеты можно проводить и с использованием внутренней энергии газа. Внутренняя энергия газа u вычисляется подобно теплоемкости:

u = C_vT = Σr_iC_viT = Σr_iu_i, здесь

u_i – внутренняя энергия компонента смеси, определяемая с помощью таблиц или специальных полиномов.

Контрольные вопросы.

1. Дать определение стехиометрического соотношения топлива.

2. Дать определение коэффициента избытка воздуха.

3. В каких пределах изменяется коэффициент избытка воздуха в двигателях с принудительным воспламенением?

4. В каких пределах изменяется коэффициент избытка воздуха в двигателях с воспламенением от сжатия на номинальном режиме?

5. Дать определение понятиям «бедная» и «богатая» горючие смеси.

6. Изменяется ли объем, число молей рабочего тела в результате сгорания горючей смеси?

7. Дать определение коэффициенту молекулярного изменения свежей смеси.

8. В чем различие состава продуктов сгорания обогащенных и обедненных горючих смесей принятое при расчетах?

9. Что необходимо знать, чтобы вычислить расход двигателем топлива при известном расходе воздуха?

10. Дать определение понятию «теплотворность горючих смесей».

11. От каких величин зависит численное значение теплотворности горючей смеси?

12. Дать определение понятию «химическая неполнота сгорания».

13. Как вычисляется теплоемкость газовой смеси при заданной температуре

10