Процесс сгорания

Целью расчета процесса сгорания является определение температуры и давления в конце видимого сгорания. Для упрощения термодинамических расчетов принимают: процесс сгорания для двигателей с воспламенением от искры происходит при V = const, т.е. при постоянном объеме цилиндра, при этом внешней работы газы не совершают и вся выделяющаяся теплота расходуется только на увеличение их внутренней энергии.

Чтобы определить максимальную температуру сгорания, необходимо решить уравнение сгорания относительно этой температуры. Для двигателей, работающих по циклу с подводом теплоты при постоянном объеме, уравнение сгорания имеет вид:

.

Для двигателей, работающих по циклу со смешанным подводом теплоты при V=const и P=const, уравнение имеет вид:

.

В этих уравнениях ξz - коэффициент использования выделившейся теплоты на участке видимого сгорания, т. е. на участке cz. Этот коэффициент учитывает тот факт, что не все тепло, внесенное в цилиндр с топливом в виде химической энергии, используется на повышение внутренней энергии рабочего тела и совершение полезной работы. Часть этой теплоты теряется вследствие теплоотдачи через стенки цилиндра, догорания топлива на линии расширения и диссоциации воды. По опытным данным величина коэффициента использования теплоты для дизельных двигателей ξz = 0,7 ÷ 0,88. Степень повышения давления при сгорании λ = pz / рс . Для дизельных двигателей λ = 1,7 ÷ 2,5. Принимаем ξz = 0,86 и λ = 1,7.

В дизельных двигателях при нормально организованном процессе сгорания неполноту сгорания топлива не учитывают. Поэтому теплота сгорания рабочей смеси, кДж/кмоль раб. см.:

.

Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

.

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

.

В уравнение сгорания входят сразу две неизвестные величины: температура в конце видимого сгорания tz, и теплоемкость продуктов сгорания при этой же температуре, поэтому последовательность действий по расчету температуры tz, следующая. Используя приближенные формулы для определения теплоемкости продуктов сгорания в конце видимого сгорания, определяют их числовое значение. Затем, подставляя полученные данные, находим tz.

В дизельном двигателе процесс сгорания протекает в две стадии, т.е. частично при постоянном объеме и частично при постоянном давлении. Поэтому вначале определяем мольные теплоемкости при постоянном объеме для составляющих продуктов сгорания при tz:

mcvC02" = 39,123 + 0,003349 tz,

mcvН2О" = 26,67 + 0,004438 tz,

mcvО2" = 23,723 + 0,001550 tz,

mcvN2" =21,951 + 0,001457 tz,

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания дизеля при V = const:

.

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания дизеля при P = const:

.

Уравнение сгорания после подстановки полученных численных значений всех известных параметров и последующих преобразований принимают вид уравнения второго порядка:

Популярные материалы:

Расчет стоимости приспособления
1. Определим затраты на материалы, необходимые для изготовления приспособления: Наименование материала и деталей ГОСТ Количество Цена за единицу Общая сумма 1. Сталь 45 1050 – 88 4 9,6 38,4 2. Болт ...

Прямая водная перевозка Камбарка-Роттердам
Перевозка каменного угля из порта Камбарка до порта Роттердам судном смешанного река-море плавания. Таблица 4.1 Протяженность водных участков. Участки водных путей Протяжённость участка (км) Загруженность участка Протяженно ...

Кузов тепловоза
В кузове размещено оборудование и посты машиниста. Кузов должен: защищать обслуживающий персонал и оборудование от воздействия атмосферной среды; обладать достаточной прочностью, жесткостью и долговечностью, предусматривать компоновку, об ...