 |
3.2. Параметры процесса сжатия.
|
|
|
|
3. 2. Параметры процесса сжатия.
Давление в конце процесса сжатия определяются уравнением политропы сжатия – pc= pa ε n1 (Па), где n1 – средний показатель политропы сжатия в цилиндре ( по опытным данным имеет следующие значения: для мало и среднеоборотных двигателей – 1, 34-1, 38; высокооборотных – 1, 38-1, 4 ).
Температура в конце процесса сжатия (в °К) Тс = Ta ε n-1
3. 3. Параметры процесса сгорания
Максимальное давление цикла (Па) Pz = λ Pc, где λ – степень повышения давления λ = Pс, которая находится в пределах: у малооборотных двигателей λ = 1, 2-1, 35, среднеоборотных - λ = 1, 35-1, 55. Чем выше λ, тем экономичнее работа двигателя, но вместе с этим возрастают механические напряжения на детали двигателя (двигатель работает жёстко).
Максимальная температура цикла Tz определяется из уравнения сгорания 
+ (Cv´ + 8. 315 λ )Tc=β z Cp´ ´ Tz
где ξ z – коэффициент использования теплоты к моменту начала расширения (в точке z). При смещении процесса сгорания топлива на линию расширения значение коэффициента использования теплоты уменьшается и для судовых дизелей лежит в пределах: малооборотных – 0, 80 – 0, 86, среднеоборотных – 0, 70 – 0, 80;
Qн – низшая теплота сгорания (низшая теплотворная способность)
Для дизельного топлива Qн =42400 – 43200 Дж/кг
Для солярогового масла Qн =42000 – 42400 Дж/кг
Для моторного топлива Qн =41000 – 42000 Дж/кг
Для мазута Qн =40000 – 41500 Дж/кг
L0 – количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива (кмоль/кг)
L0 = 
;
где: С, H, S, O – элементарный состав топлива. Определяется по таб. 11.
α – коэффициент избытка воздуха при сгорании топлива. Значение α – зависит от типа двигателя, способа смесеобразования, режима работы.
|
|
|
Для малооборотных двигателей α колеблется в пределах 1, 8-2, 2, среднеоборотных 1, 5-2, высокооборотных 1, 3-1, 5.
Cv´ – средняя молярная теплоёмкость сухого воздуха, равная:
Cv´ = 19, 27+0, 0025Tс. кДж/(кмоль*К)
Cp´ ´ – средняя молярная изобарная теплоёмкость смеси «чистых» продуктов сгорания с оставшимися в цилиндре после сгорания избыточным воздухом и остаточных газов в точке z.
Cp´ ´ = 
+ 
Tz + 8. 315;
β z – действительный коэффициент молекулярного изменения.
β z = (β 0 + ϒ r)/(1+ ϒ r),
где β 0 – теоретический коэффициент молекулярного изменения, равный 1+0, 064/α. Коэффициент молекулярного изменения лежит в пределах 1, 03 – 1, 04.
β 0 =1+ 
Численные значения, принятые и подсчитанные, подставляют в уравнение сгорания, которое приводят к виду:
АTz2+BTz – C =0
Решая квадратное уравнение, получим:
Tz = 
3. 4. Параметры процесса расширения.
Степень предварительного расширения
ρ = (β z/λ )(Tz/Tc)
Степень последующего расширения
δ =ε /ρ
Давление в конце расширения (в точке b)
pb = pz(1/δ n2) или pb = (pz/δ )(Tb/Tz)
где n2 – показатель политропы расширения ( принимается равным для малооборотных двигателей – 1, 27 – 1, 29; среднеоборотных 1, 25 – 1, 27; высокооборотных 1, 15 – 1, 25.
Температура в конце расширения:
Тb = Тz (1/ δ n2-1)
3. 5. Параметры процесса выпуска.
Среднее давление газов за выпускными органами цилиндров
pг = psξ n
где ξ n = 0, 88-0, 96 – коэффициент потери давления при продувке во впускных и выпускных органах (меньшие значения относятся к прямоточно-клапанной системе газообмена).
Среднее давление газов перед турбиной;
pт = pгξ г
где ξ г = 0, 97-0, 99 – коэффициент потери давления в выпускном тракте от цилиндра до турбины. В современных малооборотных двигателях отношение ps к pт в пределах 1, 15 - 1, 3, следовательно, можно принять
|
|
|
pт 
ps/1. 22 qг
Средняя температура газов перед турбиной:
где qг = 0, 4 - 0, 45 – относительная потеря теплоты с выпускными газами перед турбинами ( большие значения относятся к двигателям с прямоточно-клапанной продувкой); ȹ а – коэффициент продувки (для четырёхтактных двигателей с низким наддувом составляет 1, 15 – 1, 25; для двухтактных двигателей с ТК – 1, 6 – 1, 65; G0 – масса воздуха, теоретически необходимая для полного сгорания 1 кг топлива (в кг/кг);
G0 = L0μ b
Где μ b = 28, 97 кг/кмоль – масса 1 кг воздуха; Сг = 1, 05 – 1, 09 – средняя изобарная теплоёмкость газов кДж/(кмоль*К°).
|
|
|
