Расчет процесса сгорания

 

Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива, определяется по формуле:

 

                                    (4.1)

 

где  – элементарный состав соответственно углерода, водорода и

                     кислорода в топливе по массе, [2].

 

 кмоль.

 

Количество свежего заряда в цилиндре, кмоль, приходящегося на 1 кг топлива, определяется по формуле:

 

М ₁ = a L_о,                                                 (4.2)

 

где a– коэффициент избытка воздуха, a = 1,3 [2].

 

М ₁ = 1,3 × 0,495 = 0,644 кмоль.

 

Общее количество продуктов сгорания на 1 кг топлива определяется по формуле:

 

                          (4.3)

 

 кмоль.

 

Химический коэффициент молекулярного изменения рабочего тела:

 

                                       (4.4)

 

Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси с учетом наличия в цилиндре остаточных газов определяется по формуле:

 

                                                                     (4.5)

 

 

Уравнение сгорания для дизельных двигателей имеет вид:

 

(4.6)

 

где  x – коэффициент использования теплоты, для дизельных двигателей, x = 0,7;                

Н_u – низшая теплота сгорания топлива, Н _u = 42500 кДж/кг [2];

mc_vc – средняя молярная теплоемкость свежего заряда.

mc_v ^” – средняя молярная теплоемкость продуктов сгорания.

Средняя молярная теплоемкость свежего заряда определяется по формуле:

          

mc_vc = 20,16 + 1,74 ×10^-3 Т_с;                                   (4.7)

mc_vc = 20,16 + 1,74 ×10^-3 ∙ 821 = 21,589.

 

Средняя молярная теплоемкость продуктов сгорания определяется по формуле:

 

mc_v^” =                        (4.8)

mc_v^” =

 

Степень повышения давления в цилиндре определяется по формуле:

 

l _z = P_z / P_c.                                                (4.9)

l _z = 6,7 / 3,253 = 2,060.

 

Подставляя полученные значения величин в уравнения сгорания, получаем уравнение с двумя неизвестными: максимальной температурой сгорания Т _z и теплоемкости продуктов сгорания mc _v^” при этой же температуре.

 

После подстановки в уравнение сгорания известных параметров в виде числовых значений и последующих преобразований оно превращается в квадратное уравнение:

 

АТ_z ² + ВТ_z + С = 0,                                       (4.10)

 

где А, В, С – числовые коэффициенты.

2,740 · 10^–3 Т_z ² + 30,549 Т_z – 75781,564 = 0.

 

Тогда решение уравнения имеет вид

 

                                     (4.11)

 

 

          

 

Максимальная  температура сгорания равна   Т _z = 2089 К.

Теоретическое максимальное давление цикла определяется по формуле:

Р_z ¢ = Р_z.                                                  (4.12)

                                         Р_z ¢ = 6,7 МПа.