Теплоемкость воздуха и продуктов сгорания

Теплоемкость газов изменяется при сгорании вместе с изменением температуры и состава рабочей смеси.

В конце процесса сжатия (начала горения) рабочая смесь состоит из действительного количества воздуха поступившего в цилиндр и остаточных газов. В виду малой доли остаточных газов теплоемкость рабочей смеси можно принять равной теплоемкости воздуха.

Считая, что горение начинается в точке (С) диаграммы (при V=const) определяем среднюю мольную изохорную теплоемкость воздуха для точки (С).

=20,13 + 0,002411·ТС , (20)

где: ТС , К– вычислена ранее.

Средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания для

точки (Z) диаграммы при a > 1.

VZ = (20, 97 + )+(1,549 + )·10-3 ·ТZ, (21)

где: a – коэффициент избытка воздуха ( по заданию).

Средняя мольная изобарная теплоемкость продуктов сгорания

РZ = mСVZ + 8,31,4 .

 

Расчет параметров конца процесса сгорания

Расчет параметров процесса сгорания сводится к решению уравнения, из которого определяется температура газа ТZ в конце видимого сгорания. При расчетах рабочего процесса обычно задаются степенью повышения давления -lZ. Располагая значениями ТZ и l можно найтистепень предварительного расширенияи величину максимального давления сгорания цикла являющегося основным параметром дизелей при расчете их на прочность.

2.3.2.1.Температура конца процесса сгорания (ТZ).

Температура конца процесса сгорания Z) определяется из уравнения первого начала термодинамики, преобразовав которое, получим

Уравнение сгорания для дизелей:

(22)

где: g - коэффициент остаточных газов ( по заданию);

lZ - степень повышения давления.

При расчетах следует исходить из значений lZ =1,35-1,55.

ТС; b; mСVZ; mСРZ– вычислены ранее.

После подстановки численных значений в уравнение последнее приходит к виду:

А·TZ 2 + B· TZ – C = 0

откуда TZ = .

 

2.3.2.2.Максимальное давление сгорания (Рz).

Максимальное давление сгорания Рz определяется из соотношения:

 

РZ = lZ ×РС, (23)

где: lZ - степень повышения давления ;

РС – давление сжатия (вычислено ранее).

Ориентировочные значения РZ для номинальной мощности дизелей составляют: РZ = 8-13 МПа, TZ =1800-2700К.

2.3.2.3.степень предварительного расширения

r = (24)

по опытным данным степень предварительного расширения изменяется в пределах от r = 1,2-1,4

2.3.2.4.объём цилиндра в точке z диаграммы

Процесс расширения

Процесс расширения протекает при высокой температуре с интенсивным теплообменом. Процесс расширения также как и сжатие является политропным,

с показателем- nР переменным на всем протяжении хода поршня. В расчетах рабочего цикла принимают условный постоянный средний показатель политропы расширения, значения которого составляют для дизелей nр = 1,2-1,3.