Для процесу згоряння слід визначити:
1. Теоретично необхідну кількість повітря для згоряння палива, кмоль/кг:
(8)
де С, Н та О –маса відповідно вуглецю, водню і кисню в 1 кг палива.
Вихідні дані для розрахунку ДВЗ беруть з табл. 2. Формула (8) справедлива ля бензинових та дизельних двигунів.
2. Кількість водяної пари в продуктах згоряння, кмоль/кг:
(9)
3. Кількість молей азоту в продуктах згоряння, кмоль/кг:
(10)
де α –коефіцієнт надлишку повітря.
Решту параметрів процесу згоряння визначають за формулами, справедливими для бензинових двигунів.
4. Частку вуглецю палива, що згоряє у СО:
(11)
де С та Н - маса відповідно вуглецю і водню в 1 кг палива.
5. Кількість вуглекислого газу в продуктах згоряння, кмоль/кг:
(12)
6. Кількість оксиду вуглецю в продуктах згоряння, кмоль/кг:
(13)
7. Загальна кількість продуктів згоряння, кмоль/кг:
, (14)
8. Кількість в паливної суміші, кмоль/кг:
, (15)
|
|
де mп –молярна маса палива, кмоль/кг (табл. 2).
Подальший розрахунок виконують за формулами для дизельного двигуна, тобто якщо α > 1.
9. Справжню кількість повітря і свіжого заряду, кмоль/кг:
(16)
10. Кількість кисню у продуктах згоряння, кмоль/кг:
(17)
11. Кількість вуглекислого газу у продуктах згоряння кмоль/кг:
, (18)
12. Загальна кількість продуктів згоряння, кмоль/кг:
, (19)
Наведені далі формули є спільними для розрахунку бензинових дизельних двигунів.
13. Зміну кількості молей горючої суміші під час її згоряння:
, (20)
14. Теоретичний коефіцієнт молекулярної зміни горючої суміші:
(21)
15. Справжній коефіцієнт молекулярної зміни робочої суміші:
(22)
16. Середню молярну теплоємність горючої суміші за сталого об’єму в кінці стиску, кДж/(кмоль х К):
(23)
17. Середню молярну теплоємність горючої суміші за сталого тиску, кДж/(кмоль х К):
, (24)
18. Середню молярну теплоємність продуктів згоряння за сталого об’єму в кінці стиску, кДж/(кмоль х К):
, (25)
де , , , - кількість молей відповідно вуглекислого газу, оксиду вуглецю, водяної пари та азоту у продуктах згоряння, кмоль/кг;
, , , - середня молярна теплоємність відповідно вуглекислого газу, оксиду вуглецю, водяної пари та азоту у продуктах згоряння, кДж/(кмоль х К) (табл..2).
19. Кількість теплоти, втраченої внаслідок неповного згоряння 1 кг палива, кДж/кг:
, (26)
20. Підставляємо отримані вирази та до рівняння, К:
, (27)
де ξ – коефіцієнт використання теплоти;
Ηп – нижча теплота згоряння кДж/кг.
|
|
Величини ξ та Ηп беруть з табл. 2.
Розв’язуємо здобуте квадратне рівняння і визначаємо температуру газів в кінці згоряння як додатне значення кореня квадратного рівняння.
Підставивши здобуте значення температури газів у кінці згоряння до (25), дістаємо значення середньої молярної теплоємності і продуктів у кінці згоряння за сталого об’єму .
21. Тиск газів у кінці згоряння, МПа:
, (28)
22. Ступінь підвищення тиску під час згоряння:
, (29)
Аналогічні показники процесу згоряння визначаємо для дизельних двигунів, тобто за умови α > 1.
23. Середня молярна теплоємність продуктів згоряння за сталого тиску в кінці згоряння, кДж/(кмоль х К):
, (30)
де - кількість кисню у продуктах згоряння, кмоль/кг;
- середня молярна теплоємність кисню у продуктах згоряння, кДж/(кмоль х К) (табл..2).
24. Підставляємо отримані вирази та до рівняння, К:
, (31)
де λ – ступінь підвищення тиску під час згоряння (табл.2)
Розв’язуємо здобуте квадратне рівняння і визначаємо температуру газів в кінці згоряння як додатне значення кореня квадратного рівняння.
Підставивши здобуте значення температури газів у кінці згоряння до (30), дістаємо значення середньої молярної теплоємності і продуктів у кінці згоряння за сталого тиску .
25. Тиск газів у кінці згоряння, МПа:
, (32)
26. Ступінь підвищення тиску під час згоряння:
, (33)