5.2 Жылу балансын есептеу

Жалпы жылу мөлшері. Моторлық отын толық жанғанда бөлінуге тиіс жылу мөлшерін Q_ж отынның төменгі қызуы Н_и мен белгілі бір мерзім ішіндегі отын шығыны G_от арқылы анықтайды, кДж/с

мұнда Н_и – кДж/кг, G_от – кг/сағ (жылулық есептеуден!).

Тиімді жұмысқа барабар жылу. 1 с ішінде мотордың тиімді жұмысына айналатын жылу тиімді қуатқа тепе-тең, кДж/с (кВт)

Тиімді жылудың үлестік мөлшері, %

Ескертпе: q_e шамасы мотордың тиімді ПӘК-нің мағынасы болып табылады, демек q_e = η_e (тексеру қажет!).

Салқындату жүйесіне берілетін жылу. Цилиндр және цилиндр төбесі арқылы салқындату жүйесіне өтетін жылу мөлшерінің жалпы теңдеуі, кДж/с

мұндағы G_сал – салқындаткыш заттың айналымдағы мөлшері, кг/с;

с_сз – салқындаткыш заттың жылу сыйымдылығы, кДж/(к·°С);

t_ш – салкындатқыш заттың мотордан шығардағы температурасы, °С;

t_к – салқындатқыш заттың моторға кірердегі температурасы, °С.

Есептеу үшін теңдеудің төмендегі нұсқасын қолданады.

Жанғыш қосынды құрамы α = 1 бензин моторы үшін, кДж/с

;

дизель үшін

мұндағы с – төрт ырғақты мотор үшін сәйкестік коэффициенті, ;

i – цилиндр саны;

D – цилиндр диаметрі, см;

N – айналым жиілігі, айн/мин;

m – төрт ырғақты мотор үшін дәреже көрсеткіші, m = [0,6–0,7].

Салқындату жүйесіне өтетін үлестік жылу, %

Ескертпе: Егер q_сал шамасы көрсетілген ауқымнан 5% кем (<19) не артық (>35) болса, с және m коэффициенттерін өзгертіп, бұл көрсеткішті қайта есептеу керек!

Айналымнан шыққан газбен жоғалатын жылу. Шығынның бұл түрін айналымнан шыққан газ қызуы мен цилиндрге енген таза түсім жылуының айырмасы ретінде анықтайды, кДж/с

мұндағы t_0, t_r, М₂ мен М₁ – жылулық есепте анықталған өлшемдер;

– ауаның мольдік массасы, ;

– айналымнан шыққан газдың изобарлық жылу сыйымдылығы – бензин моторы үшін 1,16 кДж/(кг·град), дизель үшін 1,10 кДж/(кг·град);

– ауаның изобарлық жылу сыйымдылығы, орташа мәні 1,0 кДж/(кгград);

Газбен жоғалатын жылудың үлестік мөлшері, %

Мотордан шығатын газбен жоғалатын жылудың негізгі бөлігі - қияли циклдің міндетті (термодинамиканың 2-заңына сәйкес) жылу шығыны болып табылады.

Шала жану шығыны. Тапсырма шарты бойынша бензин моторында құрамы α = 1 жанғыш қосынды пайдаланылады, ал дизельдің кез-келген режимінде α > 1. Мұндай жағдайда отынның жануы химиялық тұрғыдан толық, яғни жылу шығынының бұл түрі жоқ деп есептеуге болады. Демек,

.

Түрлі физикалық себептерден отынның толық жанбауы α > 1 жағдайында да мүмкін. Мотордың калыпты режимінде бұл шығын болмашы, әдетте оны баланс теңдеуіндегі қалдық шығынға қосады.

Жылу балансының қалдық бөлігі. Мотордың негізгі жылу шығындарынан басқа газ алмастыру, отынның физикалық себептерден толық жанбауы сияқты және өзге де ескерілмеген қосымша шығын түрлері (мысалы, майлау жүйесі арқылы сыртқа шығатын үйкеліс жылуы) бар. Бұл шығындардың әрқайсысы мардымсыз болғандықтан, олардың жиынтық шамасын жалпы жылу мөлшері мен негізгі жылу шығындарының айырмасына тең деп алады, кДж/с

Жылулық балансты есептеу нәтижесін кестеге жинақтаймыз.

4-кесте – Мотордың жылулық балансы

Qж кДж/с	Qе кДж/с	qe %	Qсал кДж/с	Qсал %	Qr кДж/с	qr %	Qшж кДж/с	Qшж %	Qқал кДж/с	Qқал %

Кестедегі мәлімет бойынша сатылы түрлі-түсті диаграмма құру қажет.

1-сурет – Жылулық баланс диаграммасы