Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО УГТУ-УПИ имени первого Президента РФ Б.Н. Ельцина

Кафедра: "Турбин и двигателей"

Курсовая работа

Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания

по дисциплине "Теория поршневых и комбинированных двигателей"

Екатеринбург 2009 г

1. Исходные данные

Тип двигателя дизельный;

Мощность двигателя N_e =125 кВт;

Частота вращения n=2600 мин^-1 ;

Количество цилиндров i=8;

Степень сжатия ξ=17;

Коэффициент избытка воздуха α=2,1;

Давление перед впускными органами p_k =2,76 кг/см² ;

Наличие турбокомпрессора да;

Наличие охладителя надувочного воздуха да;

Адиабатический КПД компрессора η_ка =0,73;

Отношение S/D=1,0;

Максимальное давление сгорания p_z =8 МПа;

Коэффициент избытка продувочного воздуха φ_к =1,03;

Тактность двигателя 4;

Выбор расчетных параметров

Характеристика дизельного топлива для двигателей внутреннего сгорания приведена в табл.1.

Таблица 1

Топливо	Элементарный состав 1 кг топлива, кг			Молекулярная масса, mт , Кг/кмоль	Низшая теплота сгорания, Нu , ккал/кг
С	Н	О
Дизельное топливо	0,870	0,126	0,004	180	10150

Давление и температура окружающей среды: Р_о =1,03 кг/см² , t_o =20°C.

Сопротивление охладителя наддувочного воздуха Δр_x : Δр_x = 0,04 кг/см² . Понижение температуры воздуха в охладителе надувочного воздуха: ΔT_x =80. Показатель политропы сжатия в компрессоре для центробежных компрессоров: K=1,4.

Температура остаточных газов:Т_г =800.

Коэффициент использования теплоты в точке z:ξ_z =0,7.

Коэффициент использования теплоты в точке в:ξ _в =0,7.

Механический КПД:η_м =0,9.

2. Расчет рабочего цикла

Параметры рабочего тела

Стехиометрическое количество воздуха на 1 кг топлива:

кмоль;

Количество свежего заряда на 1 кг топлива:

кмоль;

Количество продуктов сгорания при условии, что сгорание 1 кг топлива происходит с

α =1

кмоль;

Количество продуктов сгорания 1 кг топлива при заданном:

кмоль,

Отношение количества продуктов сгорания при α=1 к количеству их при заданном α:

;

Объемная доля избыточного воздуха в продуктах сгорания:

Сумма объемных долей продуктов сгорания при α=1 и избыточного воздуха тождественно равна единице:

Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

.

дизельный топливо двигатель политропа

Параметры процесса газообмена

Давление в выходном патрубке компрессора:

кг/см² ,

где р_к - давление перед впускными органами двигателя;

Δp_x - сопротивление охладителя наддувочного воздуха.

Температура воздуха в выходном патрубке компрессора:

К,

где T₁ ^* - температура заторможенного потока воздуха на входе в компрессор,

T₁ ^* =t₀ +273;

π_к - степень повышения давления в компрессоре π_к =p_k ^’ /p₀ .

Температура воздуха во впускном патрубке двигателя:

К,

где ΔT_к - понижение температуры воздуха в охладителе наддувочного

воздуха.

Давление в начале сжатия:

р_а =0,94р_к =0,94·2,76=2,6 кг/см² .

Давление остаточных газов в цилиндре в конце выпуска:принимаем , откуда кг/см² , следовательно

кг/см² .

Коэффициент наполнения

где ξ_с.з. - коэффициент дозарядки;

ξ_оч - коэффициент очистки, учитывающий уменьшение остаточных газов при продувке;

ξ - коэффициент, учитывающий различия в теплоемкостях рабочей смеси при температуре Т_а и остаточных газов при Т_r ;

ΔТ - величина подогрева свежего заряда. Принимаем ξ_с.з. =ξ= 1.

,

где φ_к - коэффициент избытка продувочного воздуха.

Величина подогрева свежего заряда ΔTнаходится в пределах 0...20 К. Принимаем ΔT=8 К.Коэффициент остаточных газов

,

где Т_r - температура остаточных газов.

Температура в начале сжатия:

К.

Коэффициент продувки:

.

Сжатие

Показатель политропы сжатия n₁ и температуру в конце сжатия Т_с определяют из системы уравнений.

где и_с.з. - внутренняя энергия 1 кмоль свежего заряда при температуре соответствующей точки цикла, указанной в индексе; и₀ - внутренняя энергия 1 кмоль продуктов сгорания при α= 1 и температуре соответствующей точки цикла

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать