2. Расчёт главного двигателя на режиме полного хода
2.1. Анализ рабочего цикла
Основной целью анализа является определение технико-экономических показателей дизеля, оценка их соответствия конкретному двигателю на заданном режиме работы и общим достижениям дизелестроения. При этом
определяются:
―параметры рабочего цикла на линиях сжатия, сгорания, расширения;
―экономичность дизеля;
―строится теоретическая индикаторная диаграмма, производится её скругление и обработка.
Среднее эффективное давление двигателя
МПа, (1)
где m – коэффициент тактности;
π—3,14;
D– диаметр поршня, м;
S– ход поршня, м.
Давление и температуру окружающей среды принимаем по данным эксплуатации РО = 0,1019 МПа, ТО = 290 К.
Показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре принимаем nв=
Коэффициент избытка воздуха на сгораниепринимаем α=
Относительная доля потерянного хода поршня для двигателя составляет ys =
Действительную степень сжатия принимаем e =
МОД с охлаждаемыми поршнями имеют показатель политропы сжатия n1=1,34 ¸1,37. Принимаем n1 =
Максимальное давление сгорания принимаем по данным эксплуатации двигателя Рz = МПа.
Коэффициент использования тепла в точке zпринимаем по опытным данным. Для малооборотных ДВС он лежит в пределах xz = 0,75¸0,95. Принимаем xz =
Показатель политропы расширения газов в цилиндре для МОД лежит в
пределах n2= 1,27 ¸1,32. Принимаем n2 = Коэффициент остаточных газов для прямоточно-клапанных ДВС находится в пределах gR = 0,02¸0,15. Принимаем gR =
Температуру остаточных газов принимаем по данным эксплуатации равной ТR =
Механический КПД принимаем по данным эксплуатации hм =.
Характеристика топлива (для топлива среднего состава):
― содержание углерода С = 0,87 кг/кг;
водорода Н = 0,126 кг/кг;
кислорода О = 0,004 кг/кг;
серы S = 0 кг/кг;
воды W = 0 кг/кг;
― теплотворная способность Qн = 41868 кДж/кг.
Давление в продувочном ресивере
Рs = Рк – ∆Рхол = МПа, (2)
где ∆Рхол – падение давления в холодильнике воздуха, МПа.
Давление в цилиндре в начале процесса сжатия
Ра = Рsxа = МПа, (3)
где xа =
Температура воздуха на выходе из компрессора
Тк = = К.
(4)
Температура воздуха в продувочном ресивере
Тs = Тк – ∆Тхол = К, (5)
где ∆Тхол – перепад температур на холодильнике, К.
Подогрев воздуха о стенки цилиндра принимаем в пределах ∆Т =10 К.
Температура заряда в цилиндре в конце процесса наполнения
Та =(Тs + ∆Т + gRТR)/(1+ gR)= К. (6)
Коэффициент наполнения, отнесенный к полному ходу поршня
.
(7)
Давление в цилиндре в конце сжатия
Рс = Ра
= МПа. (8)
Температура в цилиндре в конце сжатия
Тс = Та
= К.
(9)
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива принимаем для топлива среднего состава равным Lо = 0,495 кмоль/кг.
Действительное количество воздуха для сгорания 1 кг топлива L = a Lо = кмоль/кг. (10)
Химический коэффициент молекулярного изменения для топлива среднего состава равен
bо = 1 + (0,0639/a) = (11) Действительный коэффициент молекулярного изменения
b = (bо + gR) / (1 + gR) =. (12)
Средняя мольная изохорная теплоёмкость воздуха в конце сжатия (точка С), при допущении что воздух – сухой
С’vc=19,26+0,00251Тс= кДж/(кмоль град). (13)
Средняя мольная изохорная теплоёмкость остаточных газов при температуре Тс (в точке С),
С"vc»»
кДж/(кмоль град). (14)
Средняя мольная изохорная теплоёмкость смеси продуктов сгорания воздуха при температуре Тz
С"vz ==
кДж/(кмоль град). (15)
Уравнение(15) не решается относительно С"vz (так как Тz неизвестно),
а в виде С"vz = a + bТz оно подставляется в формулу (16) и в уравнение
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.