Розрахунок процесів газообміну



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Розрахунок процесів газообміну



 

Температуру повітря на вході в двигун приймають відповідно до завдання. Для двигунів з наддувом температуру за компресором Тк, К, обчислюють за рівнянням:

 

де рк – тиск після компресора, МПа:

 

рк = р0 · πк,

 

де πк – ступінь підвищення тиску відповідно до завдання на проектування;

n – показник політропи стиску компресора:

- для поршневих нагнітачів n = 1,4...1,6;

- для об'ємних (гвинтових і ін.) n = 1,55...1,75;

- осьових і відцентрових n = 1,6...1,8.

 

Для двигунів з наддувом напір компресора HКад, Дж/кг визначається за рівнянням:

 

 

де R – газова стала повітря, Дж/(кг·К), R = 287 Дж/(кг·К),

k – показник адіабати для повітря, k = 1,4.

 

Глибина охолодження в охолоднику наддувного повітря (ОНП) ΔТОНП, К:

 

ΔТОНП = Тк Тк,

 

де Тк– бажана температура заряду на вході в циліндри, К, Тк = 360...370 К.

Якщо ΔТОНП < 20 К, то застосування ОНП недоцільне. У цьому випадку необхідно за узгодженням з керівником проектування відкоригувати ступінь підвищення тиску чи ступінь стиску двигуна.

Для двигунів з ОНП необхідно перевірити можливість охолодження повітря до рекомендованих меж. Мінімальну температуру Тк’’, К, до якої можна остудити наддуване повітря за даних умов і обраного типу ОНП, визначають за формулою:

 

Тк’’ = ТкEО · (ТкТохол),

 

де EО – термічна ефективність ОНП, EО = 0,46...0,48 для рідинно-повітряних охолодників, EО = 0,64...0,77 для повітря-повітряних;

Тохол – температура охолодного агента, К, Тохол = 340...362 К для рідинно-повітряних охолодників, Тохол = Т0 для повітря-повітряних.

Якщо Тк’’ > Тк, то необхідну температуру на виході одержати неможливо. У цьому випадку необхідно вибрати інший тип ОНП або за узгодженням з керівником проектування відкоригувати ступінь підвищення тиску.

 

Тиск залишкових газів pr , МПа, приймають у діапазоні:

- у двигунах з механічним наддувом і без наддуву pr= (1,05...1,25)·p0;

- у двигунах з турбонаддувом pr = (0,75...0,98)·pк.

 

Температуру залишкових газів Тr, К, орієнтовно приймають для бензинових двигунів у діапазоні Тr =900...1100 К, для дизелів Тr =600...900 К, для двигунів з наддувом Тr ≤950 К, для газових Тr =750...1000 К. Варто враховувати, що з ростом ступеня стиску температура залишкових газів звичайно знижується.

 

Тиск наприкінці впуску pa, МПа, обчислюють за виразами (відповідно для двигунів без наддуву і з наддувом):

 

 

де Dpa – втрати тиску на впуску, МПа. Чисельні значення Dpa рекомендується приймати в наступних межах:

- бензинові і газові двигуни Dpa = (0,05...0,20)·p0;

- дизелі без наддуву Dpa = (0,03...0,18)·p0;

- двигуни з наддувом Dpa = (0,03...0,1)·pк.

 

Величина підігріву свіжого заряду DT, К, залежить від довжини впускного тракту і якості обробки його внутрішньої поверхні і рекомендується для розрахунків у наступних діапазонах:

DT = 0...20 К – для бензинових і газових двигунів;

DT = 10...40 К – для дизелів без наддуву;

DT = (-5)...(+10) К – для двигунів з наддувом.

 

Коефіцієнт залишкових газів gr визначають за виразом:

 

 

де Т0(к) = Т0 для двигунів без наддуву; Т0(к) = Тк для двигунів з наддувом; Т0(к) = Тк для двигунів з наддувом і ОНП;

jоч = jдоз – середні для чотиритактних двигунів значення коефіцієнтів відповідно очищення циліндра і дозарядки його свіжою сумішшю на номінальному режимі роботи; jоч = 1,0; jдоз = 1,03…1,06 для двигунів з динамічним наддувом, jдоз = 1,04…1,1 для двигунів з механічним та турбонаддувом, jдоз = 1,0 у інших випадках.

 

При застосуванні системи рециркуляції відпрацьованих газів значення gr не обчислюють, а задають з діапазону gr = 0,08...0,12.

Дійсний коефіцієнт молекулярної зміни робочої суміші μ:

 

 

Дійсне значення теплоти згоряння робочої суміші Нроб.сум, кДж/кмоль:

- для бензинових двигунів:

 

 

- для дизелів:

 

- для газових двигунів:

 

- для газодизелів:

 

Температура наприкінці впуску Та, К, з огляду на наявність у циліндрі залишкових газів:

 

 

Густина заряду на впуску (для двигунів без наддуву, з наддувом, з наддувом і ОНП відповідно) ρа, кг/м3:

 

 

де R – газова стала повітря, Дж/(кг·К), R = 287 Дж/(кг·К).

 

Визначають коефіцієнт наповнення цилиндрів ηv:

 

 

де р0(к) = р0 для двигунів без наддуву і р0(к) = рк для двигунів з наддувом.

Орієнтовні значення параметрів зазначені в таблиці 2.2.

 

Таблиця 2.2 – Параметри суміші наприкінці впуску

Тип двигуна Коефіцієнт молекулярної зміни робочої суміші Коефіцієнт залишкових газів Коефіцієнт наповнення циліндрів Температура наприкінці впуску
Бензинові без наддуву m = 1,02...1,12 gr = 0,04...0,08 hv = 0,8...0,96 Та = 310...360 К
Дизельні m = 1,01...1,06 gr = 0,02...0,05 hv = 0,8...0,94 Та = 310...350 К
З наддувом з підвищенням тиску наддуву gr знижується hv = 0,8...0,97 Та = 320...400 К
Газові m = 0,92...0,96 gr = 0,06...0,08 hv = 0,75...0,8 Та = 350...400 К

 

 

Розрахунок процесу стиску

 

Температуру наприкінці процесу стиску Тс, К і tс, °C, обчислюють за виразами:

 

,

 

де п1 – показник політропи процесу стиску. Рекомендовані значення n1:

- бензинові двигуни n1 = 1,34...1,38;

- дизелі (nN =1800…3000 хв-1) n1 = 1,34...1,37;

- дизелі (nN =3000…4500 хв-1) n1 = 1,36...1,39;

- газові n1 = 1,36...1,38.

 

Тиск наприкінці процесу стиску рс, МПа, визначають за виразом:

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.175.107.77 (0.011 с.)