Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Процесс расширения и выпуска





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по дисциплине «Транспортная энергетика»

 

тема «Тепловой расчёт двигателя внутреннего сгорания»

 

 

Выполнил: студент Агафонов Р.И.

Шифр: ОДсп – 09 – 01сп

 

Проверил: доцент Каня В.А.

 

 

Омск – 2012

Содержание

 

 

1. Исходные данные...................................................................................... 3

2. Тепловой расчёт двигателя ...................................................................... 3

2.1. Определение параметров рабочего тела .......................................... 3

2.2. Процесс впуска .................................................................................. 3

2.3. Процесс сжатия .................................................................................. 4

2.4. Процесс сгорания .............................................................................. 5

2.5. Процесс расширения и выпуска ....................................................... 6

2.6. Показатели работы цикла ................................................................. 7

2.7. Тепловой баланс двигателя ............................................................... 8

3. Построение индикаторной диаграммы .................................................. 10

4. Построение скоростной характеристики ................................................ 11

Библиографический список .................................................................... 12

 

1. Исходные данные                                                    
Эффективная мощность Ne = 39 кВт;
Частота вращения коленчатого вала nN = 5400 мин-1;
Низшая теплотворная способность топлива Нu = 44 мДж/кг;
Молекулярная масса mт = 120;
Состав:                                                                
С = 0,855;
Н = 0,145;
От = 0;
Степень сжатия e = 8,8;
Коэффициент избытка воздуха на номинальном режиме aN = 0,9.  
2. Тепловой расчёт двигателя
2.1. Определение параметров рабочего тела
                                                                 

 

Теоретическое количество воздуха необходимое для сгорания 1 кг топлива

L0 = 1/(12∙0,209) ∙ (C+3∙ (H-Oт/8)) = 1/(12∙ 0,209) ∙ (0,855 + 3∙(0,145 + 0/8))= 0,51435 кмоль.

Действительный расход воздуха

L = aN ∙L0 = 0,9 ∙0,514 = 0,463 кмоль.

Количество свежего заряда

М1 = L + 1/mт = 0,463 + 1/120 = 0,471 кмоль.

Количество компонентов, входящих в состав продуктов сгорания, получаемых в результате сгорания 1 кг топлива:

МСО = 0,418∙L0 ∙ (1 - a)/(1 + K)=0,418 ∙ 0,514 ∙ (1 - 0,9)/(1 + 0,45) = 0,0148 кмоль.

MCO2 = C/12 - MCO = 0,855/12 - 0,0148 = 0,0564 кмоль.

MH2O = H/2 - MH2 = 0,145/2 - 0,00667 = 0,0658 кмоль.

MN2 = 0,791∙ a ∙ L0 = 0,791∙ 0,9 ∙ 0,514 = 0,366 кмоль.

Суммарное количество продуктов сгорания

M2 = MCO + MCO2 + MH2 + MH2O + MN2 = 0,0148+0,0564+0,00667+0,0658+0,336=0,5097 кмоль.

Химический коэффициент молекулярного изменения

b’= M2/M1 = 0,5097/0,471 = 1,082.

 

Процесс впуска

Параметры окружающей среды: P0 = 0,1 МПа, Т0 = 293 К.

Плотность воздуха, поступающего в двигатель,

r0 = P0∙106/(RBT0) = 0,1∙106/(287∙293) = 1,189 кг/м3.

 

Среднюю скорость поршня принимаем CN = 11,0 м/с.

Ход поршня Sp = 30∙CN/nN = 30∙11/5700 = 0,0579 м.

Отношение площади поршня к проходному сечению впускного клапана

Fn/fкп = 5,0.

Максимальная скорость свежего заряда

WВП = 0,05433∙SпnNFп/fКП = 0,05433 ∙ 0,0579 ∙ 5700 ∙ 5,0 = 89.64 м/с.

Сопротивление впускной системы (b2 + x) = 3,6.

Давление в цилиндре в конце впуска

Ра= Р0 - (b2 + x) ∙ WВП2 ∙ r0/2 ∙106 = 0,1 - 3,6 ∙ 89,64452 ∙ 1,189/2∙106 = 0,0828 МПа.

Давление остаточных газов при номинальной мощности

PrN = 0,098+0,539∙10-5nN =0,098 + 0,539 ∙10-5 ∙ 5700 = 0,1287 МПа.

Температуру остаточных газов принимаем ТrN = 1110 К.

Степень подогрева свежего заряда DТN = 150 С.

Коэффициент дозарядки jN = 1,1.

Коэффициент остаточных газов

 

.

 

Температура рабочего тела в конце наполнения

 

К.

 

Коэффициент наполнения

 

2.3. Процесс сжатия

Принимаем температуру tс = 4940 С.

Теплоемкость свежего заряда в конце сжатия

(mcv)’c=21,475 + 0,00306∙(tc - tc1) = 21,475 + 0,00306 ∙ (494 – 400) = 21,76 кДж/кмоль.

Теплоемкость свежего заряда в начале сжатия

(mcv)’a = 20,759 + 0,0008∙ ta = 20,759 + 0,0008 ∙ 81,03 = 20,823821 кДж/кмоль.

Показатель адиабаты сжатия

 

 

Показатель политропы сжатия

n1 = K1 - 0,02 = 1,379 – 0,02 = 1,359.

Расчетная температура рабочего тела в конце сжатия

Tc = Tae n1-1 = 355,6 ∙ 8,8 1,359 – 1 = 772,649 К.

Ошибка в выборе температуры

 
 


% .

 

Давление в конце сжатия

Pc = Pa e n1 = 0,0828 ∙ 8,8 1,359 = 1,59 МПа.

 

Процесс сгорания

Коэффициент использования теплоты принимаем xN = 0,9.

Потери за счет недогорания топлива

DHu = 114 ∙ (1 - a) ∙ L0 = 114 ∙ (1 - 0,9) ∙ 0,5143541 = 5,86364 МДж.

Внутренняя энергия свежего заряда в точке С

Uc = 8,591 + 0,02299 ∙ (tc - 400) = 8,591 + 0,02299 ∙ (494 – 400) = 10,7521 МДж.

Внутренняя энергия продуктов сгорания при a = 0,7

U1c = 9,1123 + 0,02459 ∙ (tc - 400) = 9,1123 + 0,02459 ∙ (494 – 400) = 11,424 МДж.

Внутренняя энергия с учетом принятого коэффициента избытка воздуха

Ac = U1c/Uc1 = 11,424/10,7521 = 1,062 .

Uc = U1c + Ac1,25 ∙ [1,69 ∙ (a - 0,7) - 0,9565 ∙ (a - 0,7)1,65] = 11,42 + 1,0621,25 ∙ [1,69 ∙ (0,9 – -0,7) - 0,9565 ∙ (0,9 – -0,7)] = 11,582 МДж.

Действительный коэффициент молекулярного изменения

 

 

Внутренняя энергия рабочего тела в точке Z

 

 

МДж.

 

Принимаем температуру рабочего тела tz1 = 23000 С.

 

 

С учетом принятого коэффициента избытка воздуха

B = 16 ∙ (a - 0,7) - 9,075 ∙ (a - 0,7)1,65 = 2,5624.

 
 

 

 


0 С.

Давление рабочего тела в конце сгорания

Pz = b ∙ PcTz/Tc = 1,078 ∙ 1,59 ∙ 2817/772,6 = 6,248 МПа.

Степень повышения давления

l= Pz/Pc = 6,248/1,59 = 3,929.

 

Процесс расширения и выпуска

Теплоемкость рабочего тела при a = 0,7

(mcv)”1z = (mcv)”z1 + D(mcv)”z ∙ (tz - tz1 )= 28,109 + 0,003172 ∙ (2544 – 2300) = 28,88 кДж/кмоль.

Az = (mcv)”1z/(mcv)”z1 = 28,88/28,11 = 1,027.

Bz = 6,75 ∙ (a - 0,7) - 3,95 ∙ (a- 0,7)1,75 = 6,75 ∙ (0,9 – 0,7) – 3,95 ∙ (0,9 – 0,7)1,75 = 1,11373.

(mcv)”z = (mcv)”1z + A1,1 ∙ Bz = 28,88 + 1,0271,1 ∙ 1,11373 = 30,0288 кДж/кмоль.

Принимаем температуру рабочего тела в конце расширения tb = 14500 С.

Теплоемкость рабочего тела при a = 0,7 для точки В

(mcv)”1b = (mcv)”b1 + D(mcv)”b ∙ (tb-tb1) = 26,1738 + 0,002664 ∙ (1450 – 1400) = 26,31 кДж/кмоль.

Теплоемкость рабочего тела в точке В с учетом выбранного коэффициента избытка воздуха

Ab = (mcv)”1b/(mcv)”b1 = 26,31/26,1738 = 1,00509.

B = 6 ∙ (a - 0,7)-3,516 ∙ (a - 0,7)1,75 = 6 ∙ (0,9 – 0,7) – 3,516 ∙ (0,9 – 0,7)1,75 = 0,98969.

(mcv)”b = (mcv)”1b + Ab1,7B = 26,31 + 1,00508911,7 ∙ 0,98969 = 27.3053 кДж/кмоль.

Показатель адиабаты расширения

К2 = .

 

 

Показатель политропы расширения принимаем равным показателю адиабаты К2 = n2.

Расчетная температура рабочего тела в конце расширения

Тb = Tz/en2-1 = 1645 К.

Ошибка в выборе температуры составит

 

%.

 

Давление рабочего тела в конце расширения

Pb = Pz/en2 = 6,248/8,81,247 = 0,415 МПа.

Проверка правильности выбора температуры остаточных газов

К.

 

Ошибка составит

%.

 

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.