- •Термодинамический расчет цикла двигателя внутреннего сгорания.
- •Исходные данные:
- •2.5 Показатель адиабаты для процесса сжатия.
- •2.6 Показатель политропы для процесса сжатия:
- •3.Расчет процесса сгорания.
- •3.1 Состав продуктов сгорания.
- •3.2 Молярная масса продуктов сгорания вычисляется по формуле
- •6. Геометрические характеристики двигателя.
- •6.1. Рабочий объем цилиндра
- •6.2. Определение диаметра цилиндра и рабочего хода поршня.
- •Исходные данные:
- •Определение количества рёбер(n)
- •Расчёт коэффициента теплоотдачи от воды к стенке
- •Расчёт коэффициента теплоотдачи αв от стенки трубки к воздуху.
- •5.7 Термический кпд цикла
- •5.8 Среднее теоретическое индикаторное давление
2.5 Показатель адиабаты для процесса сжатия.
Газовая постоянная для свежего заряда вычисляется по формуле

(10)
![]()
Среднее значение теплоемкости при постоянном давлении
(11)
![]()
Показатель адиабаты для процесса сжатия
(12)
![]()
2.6 Показатель политропы для процесса сжатия:
В задании
приводится значение
(13)
=
0,01;
.
Теперь можно определить все параметры в конце процесса сжатия (точка 2).
Объём
в процессе сжатия равен:
(14)
Давление
в процессе сжатия:
(15)
Температура
процесса сжатия:
(16)
Из формул (14), (15), (16):
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
при
![]()
при
![]()
![]()
.
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
Полученное значение Т2 совпадает с заданным (менее 10°), поэтому приближение больше не нужно.
3.Расчет процесса сгорания.
3.1 Состав продуктов сгорания.
Из основных реакций при горении топлива следует, что в результате реакций на 1кг С приходится
![]()
, а на 1кг Н приходится
![]()
С учётом этих соотношений состав продуктов сгорания бензина будет следующий:
![]()
![]()
![]()
![]()
Подставив значения, получим:
![]()
![]()

![]()
![]()
Общая масса продуктов сгорания ,кг:
Мп.с.= 3,67С + 9Н + 0,77М0 + ( - 1) М0, (17)
Подставив численные значения в формулу (17), получим:
Мп.с.= 17,45 кг.
Массовые доли составляющих продуктов
(18)
(19)
(20)
(21)
Подставив значения в формулы (18), (19), (20), (21) соответственно получим:
![]()
![]()
![]()
![]()
3.2 Молярная масса продуктов сгорания вычисляется по формуле
(22)

3.3
Средняя мольная теплоемкость продуктов
сгорания в интервале температур (0;
Т)
Среднюю мольную теплоемкость в интервале температур (0;,Т) будем рассчитывать по формуле:
для
1 (23)
,
где
![]()
Задаемся значением Т3 = 2800 К, и делаем расчет по формуле (23) т.к. =1,1:
![]()
![]()
![]()
![]()
(24)
![]()
3.4 Параметры в конце процесса сгорания.
Температура в конце сгорания вычисляется по формуле
(25)
, где
- коэффициент подвода теплоты, его
значение для карбюраторного двигателя
берем равным 0,9;
- учитывает
меньшее выделение теплоты при
1 (
берем равным 1)
![]()
при
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
Полученное значение Т3 совпадает с заданным, поэтому приближение больше не нужно.
Давление
в процессе сгорания:
(26)
![]()
Объем
в процессе сгорания:
![]()
4.Расчет процесса расширения продуктов сгорания.
4.1 Показатель адиабаты.
Задаемся значением температуры в конце процесса расширения
(27)
Задаемся значением Т4 = 1400К, тогда по формуле (27):
![]()
Вычисление средних значений молярных теплоемкостей (в интервале температур) производится по формуле (23):
![]()
Удельная теплоемкость вычисляется по формуле (24):
![]()
Среднее значение теплоемкости при постоянном давлении:
(28)
![]()
Показатель адиабаты для процесса сгорания:
(29)
![]()
4.2 Показатель политропы n2.
n2 =k2+ (30)
n2 =1,25+0,01=1,26
4.3 Параметры в конце расширения.
Объем в конце расширения:
![]()
(31)
Давление в конце расширения из формулы (31):
(32)
Подставив значения в формулу (32) получим:
![]()
Температура в конце расширения Т4 находится из уравнения состояния идеального газа:
(33)
1. ![]()
2. при
![]()

![]()
![]()

![]()
![]()
![]()
n2 =1,244+0,01=1,254
![]()
![]()
Полученное значение Т4 хорошо совпадает с заданным, поэтому приближение больше не нужно.
5. Энергетические характеристики цикла.
5.1 Теплота и работа в процессе сжатия
(34)
![]()
(35)

5.2 Теплота и работа в процессе расширения
(36)
![]()
(37)
![]()
5.3 Полезная работа
(38)
![]()
5.4
Доля отведенной теплоты в процентах
(39)
![]()
5.5 Теплота, отведенная в процессе (4-1)
(40)
Среднее значение молярной теплоемкости вычисляется по формуле (23):
![]()
Удельную теплоемкость найдем по формуле (24):
![]()
Подставив значения в формулу (40) получим теплоту, отведенную в процессе 4-1:
![]()
Общее количество полученной энергии в цикле
(41)
![]()
5.6 Общий баланс энергии в цикле.
Проводится сопоставление количества теплоты, выделившейся в процессе сгорания 1кг свежего заряда q2,3 и суммы полезной работы и отведенной теплоты qИ. Совпадение этих величин указывает на правильность проведенных вычислений. При несовпадении этих величин следует подсчитать относительную величину дисбаланса в %. При ошибке большей пяти процентов все расчеты следует проверить.
Количество теплоты, выделившейся при сгорании 1кг свежего заряда
(42)
Подставив значения в формулу (42) получим:
![]()
Дисбаланс находим по формуле
(43)
![]()
