1. Розрахунок циклу двигуна внутрішнього згоряння
В
Короткий опис процесів, що становлять цикл карбюраторного двигуна
Ідеалізований цикл карбюраторного двигуна представлений циклом Карно. У цьому циклі підвід і відвід теплоти реалізується в процесах V = const , а стиснення свіжого заряду і розширення продуктів згоряння - в политропического процесах з відведенням теплоти (З постійними значеннями показників політропи). p> Реальні цикли складаються з більш складних процесів з змінним складом робочого тіла і мінливими значеннями показників політропи. Реальні процеси відрізняються від теоретичних також наявністю додаткових теплових втрат, насосних втрат, втрат на тертя і привід допоміжних механізмів, що, природно, в Надалі враховується.
Склад палива
Вид палива
Середній елементарний склад
Молярна маса парів m 1 , кг/(кг * моль)
C
H
O
Автомобільні бензини
0,855
0,142
-
110-120
Дизельні палива
0,870
0,126
0,004
180-200
Палива тихохідних двигунів
0,870
0,125
0,005
220-280
В
Теоретично необхідну кількість повітря для згоряння 1 кг палива
Основні реакції при горінні палива мають вигляд:
В
Під реакціями підписані молярні маси речовин, що беруть участь в реакціях, а в правих частинах в загальному вигляді записано кількість теплоти, що виділяється в цих реакціях. На підставі цих записів можна скласти формулу для розрахунку теоретично необхідної кількості повітря для згоряння 1 кг палива. Слід врахувати кількість кисню, що міститься в паливі, і масову частку кисню в повітрі (0,23):
В
де M 0 - маса повітря, необхідна для згоряння 1 кг палива, кг; C, H, O - масові частки вуглецю, водню і кисню в паливі.
Останню формулу можна записати у вигляді: (1) підставивши значення отримаємо кг
Справжнє кількість повітря, що подається для згоряння 1 кг палива
Кількість повітря, що подається для згоряння, зазвичай відрізняється від теоретично необхідної кількості і записується у вигляді:
, (2)
де a - коефіцієнт надлишку повітря; в карбюраторних двигунах зазвичай a = 0,8 ... 1,15. Враховуючи, що у нас a = 1,14, отримаємо кг.
Кількість теплоти, що виділяється при згорянні палива
Якщо відомі основні хімічні реакції, що протікають при згорянні палива, і теплові ефекти цих реакцій, то легко записати формулу для обчислення сумарного кількості теплоти, МДж/кг, що виділяється при згорянні 1 кг палива (формула Менделєєва):
. (3)
При згорянні палива частина теплоти несеться з водяними парами і не дає внеску в сумарне кількість теплоти (нижча теплота згоряння палива). Підставимо значення: МДж/кг. <В
Розрахунок процесу стиснення
В
Параметри початкової точки
У карбюраторних двигунах параметри початкової точки мають звичайно наступні значення:
T 1 = (350 ... 430) K;
p 1 = (0,9 ... 0,95) * 10 5 Па (в тихохідних двигунах);
p 1 = (0,75 ... 0,85) * 10 5 Па (в швидкохідних двигунах);
Порівняно високі значення температури в початковій точці пов'язані з нагріванням повітря під вхідних каналах двигуна.
Розрахунок процесу стиснення свіжого заряду
4.2.1. Молекулярна маса свіжого заряду визначається за формулою
, (4)
тут m б , m в - масові частки парів бензину і повітря; m б , m в - молярні маси парів бензину і повітря.
Маса свіжого заряду - M с.з. = 1 кг парів бензину + 16,9 кг повітря = 17,9 кг. Масова частка парів бензину m б = = 0,06, масова частка повітря m в == 0,94. Підставляємо ці значення в (4) : кг/кг * моль.
4.2.2. Для розрахунку теплоємності свіжого заряду, враховуючи малий вміст па...
