Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива.

ФАЖТ

Сибирский государственный университет путей сообщения

Кафедра “Технология транспортного машиностроения и эксплуатация машин ”

Дисциплина: «Теплотехника»

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ:

«Термодинамический расчет цикла двигателя внутреннего сгорания»

 

 

КР – БТП – 16 - 2011

 

 

Выполнил: ст. гр. БТП-311 Проверил:

Савеко А.В. Галай М.С.

 

 

Новосибирск 2011

СОСТАВ ПРОЕКТА:

 

 

1. Задание на курсовую работу;

2. Аннотация;

3. Пояснительная записка.

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 

Курсовая работа выполнена на основании задания, выданного кафедрой «Технология транспортного машиностроения и эксплуатация машин».

В работе произведёны расчёты по определению индикаторного давления, энергетических характеристик двигателя, а также всех процессов цикла.

 

 

 

 

Содержание:

Введение ………………………………………………………............................................. 5

Таблица исходных данных……………………………………............................................ 6

1. Краткое описание процессов, составляющих цикл карбюраторного двигателя......................................................................................................................................7

2. Состав свежего заряда.......................................................................................................8

2.1. Состав топлива…………………………………………..................................................8

2.2.Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива............8

2.3.Действительное количество воздуха, подаваемое для сгорания 1кг топлива............8

2.4. Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива......................................8

3. Расчёт процесса сжатия ……………………………………………………………...........9

3.1.Параметры начальной точки...........................................................................................9

3.2. Расчёт процесса сжатия свежего заряда...........................................................................9

4. Расчёт процесса сгорания.................................................................................................11

4.1. Состав продуктов сгорания.............................................................................................11

4.2. Молярная масса продуктов сгорания............................................................................11

4.3. Средняя мольная теплоёмкость продуктов сгорания...................................................11

4.4. Параметры в конце процесса сгорания..........................................................................11

5. Расчёт процесса расширения продуктов сгорания......................................................12

5.1. Показатель адиабаты........................................................................................................12

5.2. Показатель политропы ...............................................................................................12

5.3. Расчёт процесса выхлопа газа.........................................................................................12

6. Энергетические характеристики цикла........................................................................13

6.1. Уравнение теплового баланса.........................................................................................13

6.2. Термический КПД цикла.................................................................................................15

7. Геометрические характеристики двигателя..................................................................15

7.1Рабочий объём цилиндра..................................................................................................15

7.2.Определение диаметра цилиндра и рабочего хода поршня.........................................15

 

 

Введение:

 

Работа даёт представление об основах теплотехнического расчёта цикла карбюраторного двигателя внутреннего сгорания при использовании минимального количества эмпирических соотношений.

Целью данной курсовой работы является закрепление и углубление теоретических знаний по курсу: «Техническая термодинамика», получение навыков практических расчётов циклов тепловых машин.

 

 

 

Таблица исходных данных:

 

Вариант		,	Р , кВт	n, об/мин		r	z		, МПа	Т, К
	1,1	1,067			10,4			0,006	0,095

 

1.Краткое описание процессов, составляющих цикл карбюраторного двигателя.

 

 

Идеализированный цикл карбюраторного двигателя представлен на рис. 1. В этом цикле подвод и отвод теплоты реализуются в процессах V=const, а сжатие свежего заряда и расширение продуктов сгорания – в политропических процессах с отводом теплоты (с постоянными значениями показателей политроп).

 

Рис. 1. цикл карбюраторного двигателя:

- рабочий объем цилиндра; - рабочий объем

камеры сгорания; процесс 1-2- сжатие

рабочей смеси; процесс 2-3- сгорание рабочей

смеси; процесс 3-4- расширение продуктов

сгорания; процесс 4-1-отвод теплоты

 

Реальные циклы состоят из более сложных процессов с переменным составом рабочего тела и изменяющимися значениями показателей политроп. Реальные процессы отличаются от теоретических также наличием дополнительных тепловых потерь, насосных потерь, потерь на трение и привод вспомогательных механизмов, что, естественно в дальнейшем учитывается.

 

Состав свежего заряда

Состав топлива

В таблице приведены состав и молярная масса основного вида жидкого топлива

Вид топлива	Средний элементарный состав	Молярная масса паров , кг/(кг*моль)
С	H	О
Автомобильные бензины	0, 855	0, 145	-	110 - 120

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива.

, (2.1)

где - масса воздуха, необходимая для сгорания 1 кг топлива, кг;

С, Н, О – массовые доли углерода, водорода, кислорода в топливе.

 

 

Действительное количество воздуха, подаваемое для сгорания 1 кг топлива.

( 2.2 )

где - коэффициент избытка воздуха; в карбюраторных двигателях обычно

 

Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива.

(2.3)

где - суммарное количество теплоты,

.

Масса свежего бензина:

М_с.з.=1кг бензина + 16,5кг воздуха =17,446кг.

 

3. Расчёт процесса сжатия.

Параметры начальной точки.

.

 

 

Расчёт процесса сгорания.

Состав продуктов сгорания.

 

Общая масса продуктов сгорания, кг:

; (4.1)

;

Массовые доли веществ, составляющих продукты реакции горения,

(4.2)

; ;

.

Показатель адиабаты.

Задаём тогда

5.2 Показатель политропы n₂.

Термический КПД цикла.

(6.12)

.

 

 

Рабочий объём цилиндра.

(7.1)

где - тактность,

- эффективная мощность двигателя, кВт

- число оборотов в секунду,

z – число цилиндров.

 

ФАЖТ

Сибирский государственный университет путей сообщения

Кафедра “Технология транспортного машиностроения и эксплуатация машин ”

Дисциплина: «Теплотехника»

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ:

«Термодинамический расчет цикла двигателя внутреннего сгорания»

 

 

КР – БТП – 16 - 2011

 

 

Выполнил: ст. гр. БТП-311 Проверил:

Савеко А.В. Галай М.С.

 

 

Новосибирск 2011

СОСТАВ ПРОЕКТА:

 

 

1. Задание на курсовую работу;

2. Аннотация;

3. Пояснительная записка.

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 

Курсовая работа выполнена на основании задания, выданного кафедрой «Технология транспортного машиностроения и эксплуатация машин».

В работе произведёны расчёты по определению индикаторного давления, энергетических характеристик двигателя, а также всех процессов цикла.

 

 

 

 

Содержание:

Введение ………………………………………………………............................................. 5

Таблица исходных данных……………………………………............................................ 6

1. Краткое описание процессов, составляющих цикл карбюраторного двигателя......................................................................................................................................7

2. Состав свежего заряда.......................................................................................................8

2.1. Состав топлива…………………………………………..................................................8

2.2.Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива............8

2.3.Действительное количество воздуха, подаваемое для сгорания 1кг топлива............8

2.4. Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива......................................8

3. Расчёт процесса сжатия ……………………………………………………………...........9

3.1.Параметры начальной точки...........................................................................................9

3.2. Расчёт процесса сжатия свежего заряда...........................................................................9

4. Расчёт процесса сгорания.................................................................................................11

4.1. Состав продуктов сгорания.............................................................................................11

4.2. Молярная масса продуктов сгорания............................................................................11

4.3. Средняя мольная теплоёмкость продуктов сгорания...................................................11

4.4. Параметры в конце процесса сгорания..........................................................................11

5. Расчёт процесса расширения продуктов сгорания......................................................12

5.1. Показатель адиабаты........................................................................................................12

5.2. Показатель политропы ...............................................................................................12

5.3. Расчёт процесса выхлопа газа.........................................................................................12

6. Энергетические характеристики цикла........................................................................13

6.1. Уравнение теплового баланса.........................................................................................13

6.2. Термический КПД цикла.................................................................................................15

7. Геометрические характеристики двигателя..................................................................15

7.1Рабочий объём цилиндра..................................................................................................15

7.2.Определение диаметра цилиндра и рабочего хода поршня.........................................15

 

 

Введение:

 

Работа даёт представление об основах теплотехнического расчёта цикла карбюраторного двигателя внутреннего сгорания при использовании минимального количества эмпирических соотношений.

Целью данной курсовой работы является закрепление и углубление теоретических знаний по курсу: «Техническая термодинамика», получение навыков практических расчётов циклов тепловых машин.

 

 

 

Таблица исходных данных:

 

Вариант		,	Р , кВт	n, об/мин		r	z		, МПа	Т, К
	1,1	1,067			10,4			0,006	0,095

 

1.Краткое описание процессов, составляющих цикл карбюраторного двигателя.

 

 

Идеализированный цикл карбюраторного двигателя представлен на рис. 1. В этом цикле подвод и отвод теплоты реализуются в процессах V=const, а сжатие свежего заряда и расширение продуктов сгорания – в политропических процессах с отводом теплоты (с постоянными значениями показателей политроп).

 

Рис. 1. цикл карбюраторного двигателя:

- рабочий объем цилиндра; - рабочий объем

камеры сгорания; процесс 1-2- сжатие

рабочей смеси; процесс 2-3- сгорание рабочей

смеси; процесс 3-4- расширение продуктов

сгорания; процесс 4-1-отвод теплоты

 

Реальные циклы состоят из более сложных процессов с переменным составом рабочего тела и изменяющимися значениями показателей политроп. Реальные процессы отличаются от теоретических также наличием дополнительных тепловых потерь, насосных потерь, потерь на трение и привод вспомогательных механизмов, что, естественно в дальнейшем учитывается.

 

Состав свежего заряда

Состав топлива

В таблице приведены состав и молярная масса основного вида жидкого топлива

Вид топлива	Средний элементарный состав	Молярная масса паров , кг/(кг*моль)
С	H	О
Автомобильные бензины	0, 855	0, 145	-	110 - 120

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива.

, (2.1)

где - масса воздуха, необходимая для сгорания 1 кг топлива, кг;

С, Н, О – массовые доли углерода, водорода, кислорода в топливе.