Расчёт главного двигателя на режиме полного хода. Анализ рабочего цикла. Температура в цилиндре в конце сжатия, страница 2

сгорания (18).

Средняя мольная изобарная теплоемкость смеси газов при температуре Тz

С"_pz = С"_vz + 8,314 =                                  кДж/(кмоль град).              (16)

Степень повышения давления при сгорании

λ = P_z  / P_c =                                                                  (17)

Температура рабочего тела в конце процесса сгорания (т. z)

b_z(1+g_R)С"_pzТ_z=(x_zQ_н)/L+(С'_vc+8,314λ)Т_c+g_R(С"_vc+8,314λ)Тс .              (18)

Величина b_z  приблизительно равна действительному коэффициенту молекулярного изменения  b_z ≈b ≈             кмоль/кг.

30,57T_z+0,003342T_z²=70996

0,003342T_z²+30,57T_z-70996=0

x_1,2=

T_z =              K.

Степень предварительного расширения

ρ = (b_zТ_z ) / (λ Т_c)=.                          (19)

Степень последующего расширения   

δ = ε / ρ =                                                                   (20)

Давление в цилиндре в конце расширения

Р_в = Р_z  / δⁿ²=МПа.                                                 (21)

Температура газов в конце расширения

Т_в = Т_z  / δ^n2–1 =К.                                                   (22)

Среднее индикаторное давление, отнесенное к полезному ходу поршня

Р_iт=Р_с /(ε – 1)[λ(ρ – 1)+λρ/(n2–1)(1–T_в/Т_z)–1/(n1 – 1)(1–T_a/T_c)]=

=

МПа.                                                                                                (23)

Среднее индикаторное давление скругленного цикла, отнесённое к полному ходу поршня

Р_i = Р_iтx  (1 – y_s) =   МПа,                      (24)

где x=0,94÷0,96―коэффициент скругления, принимаемый в зависимости от характера газообмена.

Среднее эффективное давление

Р_е = Р_ih_м =  МПа.                                                    (25)

Расхождение реального и полученного в результате расчета значений среднего эффективного давления

δP_e=(Р_ен – Р_е )/ Р_ен100%=    (26)

Удельный индикаторный расход топлива

g_i = ( 433 h_н  Р_s ) / ( L  Р_i  Т_s ) =

          (27)

Удельный эффективный расход топлива

g_е = g_i / h_м=                                       кг/(кВт · ч).                                       (28) 

Индикаторный кпд

h_i = 3600 / (g_iQ_н ) = 3600 /                                (29)      

Эффективный кпд

h_е = h_i · h_м =                                                             (30)

Рабочий объем цилиндра

V_s = (pD²/4) S  =                            (31)

Индикаторная мощность цилиндра

N_iц=(Р_iV_sn_н) / 0,06 m=                                                         кВт.            (32)

Расчётная индикаторная мощность двигателя

N_i = N_iцi =                                 кВт.                              (33)

Расчётная эффективная мощность двигателя

N_e^p =  N_ih_м = кВт.                                            (34)

Полезный ход поршня

S′ = S(1 – ψ_s) =  м.                                              (35)

Высота камеры сжатия

h_c = S′/(ε – 1) =   м.                                                  (36)

Площадь поршня

F_п = πD²/4 =   м².                                               (37)

Полезный объём цилиндра

V′_s = S′ F_п =   м³.                                                     (38)

Объёмы цилиндра в точках c,z,a цикла и в нижней мёртвой точке (точке m)

V_c = h_cF_п =                                     м³,                                                     (39)

V_z = V_cρ =                                  м³,                                                         (40)

V_a = V′_s + V_c =                                     м³,                                                (41)

V_m = V_s + V_c =                                      м³.                                               (42)

Масштаб оси абсцисс расчётной диаграммы в размерности линейных размеров двигателя

М_R =   м /см.

Масштаб оси абсцисс в размерности объёма

М_v = М_RF_п =  м³/см.                                        (43)

Абсциссы индикаторной диаграммы, соответствующие объёмам в точках c,z,a,m цикла

 =V_c/M_v =                                       см,                                                  (44)