Определение параметров рабочего тела в процессе расширения

Для определения температуры Т_в и давления р_в необходимо знать показатели политропы n₂. В учебном расчете показателем n₂ можно задаваться, учитывая при этом влияние на величину n₂ таких параметров, как число оборотов двигателя, нагрузка, размеры цилиндра и другие.

Величина показателя политропы расширения n₂ для различных типов двигателей находится в пределах n ₂= :

.                                                         (33)

Температура Т_в, давление Р_в и степень последующего расширения определяется по формулам:

;                                                           (34)

.                                                              (35)

Здесь  – степень последующего расширения:

.                                                                    (36)

У выполненных двигателей

                                  (37)

или

Расчетные значения величин Т_в и Р_в должны находиться в пределах:

- для карбюраторных двигателей ;

                                                   ;

- для дизелей                              ;

                                                   .

Таблица 4. Сводная таблица

l, мм
l/lz
(l/lz)n2
P,МПа

Расчет рекомендуется представлять в виде приведенной таблицы 4, в которую должны обязательно входить параметры точки z – начала расширения и точки B – конца расширения.

Так как значение показателя политропы расширения зависят в частности, и от выделения тепла при догорании топлива, что предопределено выбранным ранее коэффициентом , то, строго говоря, величина n₂ находится в определенной зависимости от и произвольно выбрана быть не может. Только при грубых расчетах можно задаваться n₂ произвольно.

Более того, n₂ определяется из системы следующих уравнений баланса при расширении:

, (38)

.                                                           (39)

Эти два уравнения решаются совместно графоаналитическим методом. Помимо встречающихся ранее величин в них входит  – коэффициент активного тепловыделения (или коэффициент использования тепла) в процессе видимого сгорания и расширения. У выполненных дизелей – =0,80…0,90. При расчете ими задаются, обосновывая выбор по литературным источникам:

U_ов, U_в – внутренние энергия продуктов совершенного сгорания и воздуха при температуре Т_в, КДж/кг моль;

 – степень последующего расширения;

n₂ – показатель политропы расширения;

Т_в – температура рабочего тела в конце расширения.

Графоаналитический метод решения уравнений (38) и (39) заключается в следующем:

1) задаться ожидаемой температурой t_в=0;

2) по таблицам найти значение внутренней энергии продуктов совершенного сгорания U_ов и воздуха U_в при этой температуре;

3) из уравнения (39) определить показатель политропы

;                                                           (40)

4) вычислить левую и правую части уравнения (38). Если правая часть оказалась больше (меньше) левой, то задаются новым значением температуры t_в на 200…300 К меньше (или больше) предыдущего, и все вычисления повторяются;

5) нанести на график значение правой части уравнения (38) в зависимости от принятых значений температуры t_в. Считая зависимость от t_влинейной, по известной левой части уравнения (37) находят искомую температуру t_в (таким же приемом, как при определении температуры t_z);

6) по уравнению (40) определить окончательное значение показателя политропы расширения.