Тепловой расчет. 1. Максимальное давление сгорания pz=118 кг/см2 принимаем из интервала 60-130 кг/см2

1. Максимальное давление сгорания p_z=118 кг/см² принимаем из интервала 60-130 кг/см², т.к. двигатель среднеоборотный и среднемощный.

2. Коэффициент остаточных газов ɣ=0,04 принимаем из интервала 0,04- 0,06 т.к двигатель с наддувом.

3. Давление наддува p_k=2,7 кг/см² принимаем из интервала 1,5-3 кг/см² в зависимости от системы газообмена.

4. Давление в выпускном коллекторе, учитывая сопротивление газовой турбины p_t=1,99 кг/см² принимаем из интервала 1,2-1,99 кг/см².

5. Коэффициент использования тепла для среднеходного двигателя выбираем из интервала 0,75-0,85.

6. Температура окружающей среды T₀=290⁰K или 17⁰C.

7. Давление окружающей среды p₀=1 кг/см².

8. Механический коэффициент полезного действия

9. Показатель политропы сжатия в ГТН n=1,8 по типу нагнетателя, например возьмем роторного типа.

10. Температура воздуха в рабочем цилиндре с учетом подогрева при входе в цилиндр в интервале [+5;+20] в зависимости от газообмена.

11. Принимаю, что температура выпускных газов T_г=750К,т.к четырехтактный с наддувом.

12. Давление воздуха после холодильника учитывая потерю в холодильнике (сопротивление в холодильнике) ∆p=0,02-0,05,примем ∆p=0,05

13. Согласно опытным данным давление в конце процесса наполнения p_a четырехтактном двигателе с наддувом принимает следующие значения: (0,85-0,95) p_a примем 0,85.

14. Давление остаточных газов определяется по эмпирической формуле p_r=(0,75-1,0)p_s, примем p_r=p_ϭ=2.7кг/см².

15. Задаем значение среднего показателя политропы сжатия , методом последовательного приближения.

16. Методом последовательного приближения определяем средний показатель политропы расширения, приняв n₂=1.29,т.к. среднеоборотный.

17. Определяем среднее индикаторное давление с учетом коэффициента скругления диаграммы: ϕ=0.95-0.97 принимаем 0,95.

18. Коэффициент избытка воздуха α=1.9. Принимаем из интервала 1,5-2,2,т.к двигатель среднеоборотный.

19. Принимаем степень сжатия ε=12.5 т.к. среднеоборотный из интервала 12-14.

Расчет будем вести для топлива со средним весовым составом:

С=0,87; Н=0,126; О=0,004.

Низкая теплотворность топлива Q_H=10000ккал/кг

Теоретическое количество молей воздуха, необходимое для сгорания 1кг топлива определяется:

Действительное количество молей воздуха, необходимое для сгорания 1кг топлива будет равно:

Рассчитаем параметры процесса наполнения рабочего цилиндра.

Температура воздуха после нагнетателя.

Температура воздуха после холодильника:

Температура воздуха в рабочем цилиндре с учетом подогрева при входе в цилиндр

Температура заряда воздуха в конце процесса наполнения:_r

;

Принимаю, что температура выпускных газов .

Давление воздуха после холодильника, учитывая потерю в холодильнике (сопротивление в холодильнике) .

Согласно опытным данным давление в конце процесса наполнения в четырехтактных дизелях с наддувом принимает следующее значение

Давление остаточных газов определяется по эмпирической формуле

Коэффициент остаточных газов:

Определяем коэффициент наполнения:

Параметры процесса сжатия.

Задаваясь значением среднего показателя политропы сжатия ;

Во втором приближении принимаем ;

В третьем приближении принимаем ;

Принимаем ;

Определяем температуру в конце процесса сжатия:

Что входит в интервал 800-900К.

Определяем давление в конце процесса сжатия:

Параметры процесса сгорания.

Для жидкого топлива среднего весового состава С=0,87; Н=0,126; О=0,004. Химический коэффициент молекулярного изменения определяется по уравнению:

Тогда действительный коэффициент молекулярного изменения будет равен:

Определяем степень повышения давления: Средняя изохорная мольная теплоемкость сухого воздуха в конце сжатия:

Выразим среднюю мольную изохорную и изобарную теплоемкости продуктов сгорания при максимальной температуре цикла:

Определяем максимальную температуру цикла:

Таким образом имеем квадратное уравнение:

Решаем данное уравнение, задаваясь в первом приближении

Во втором приближении

В третьем приближении

Окончательно принимаем

Параметры процесса расширения.

Степень предварительного расширения: ;

Степень последующего расширения: , что входит в интервал 7,5-10,5;

Методом последовательного приближения определяем средний показатель политропы расширения, приняв

;

;

Примем

;

Примем

Давление газов в конце процесса расширения:

Основные индикаторные и эффективные показатели цикла и его экономичность.

Теоретическое среднее индикаторное давление цикла:

Определяем среднее индикаторное давление с учетом коэффициента скругления диаграммы:

Среднее эффективное давление:

Расход топлива.

Индикаторный расход топлива:

;

Эффективный расход топлива:

Коэффициент полезного действия.

Индикаторный К.П.Д:

Эффективный К.П.Д:

;

Основные размеры рабочего цилиндра.

Средняя скорость поршня Тогда ход поршня определяется:

Диаметр рабочего цилиндра:

Проверяем отклонение величины мощности от заданной.

Расчетная мощность:

Проверяем погрешность расчета:

Что вполне допустимо, так как отклонение расчетной мощности от заданной не превосходит 1%.

Рассчитываем и строим теоретическую индикаторную диаграмму.

m=1,5

1 точка

2 точка

3 точка

4 точка

5 точка ;

Дата добавления: 2015-07-14