2014-02-24
480
Рассматривая движение газа в полуразделенной камере сгорания, можно констатировать, что определяющей средняя или мгновенная скорость поршня в данном случае не будет. Максимальные значения скорости в такой КС будут наблюдаться на срезе камеры в поршне, в особенности во время процесса сгорания.
Примем следующие допущения. Во-первых, будем считать, что размер горловины у камеры в поршне относительно большой, т.е. d гор ≈ (0,25…0,4) D, тогда, в первом приближении, заряд посчитаем квазиравновесным для всей камеры сгорания. Во-вторых, пренебрежем нестационарностью истечения газа из камеры. Будем рассматривать процессы в цилиндре при постоянной массе, т.е. М = M нп + Mk =const.
Разделим объем камеры сгорания на две части: на надпоршневое пространство и камеру в поршне, для которой Vk = const, а Mk = var – текущая масса заряда в камере поршня не постоянна.
Запишем уравнение состояния для камеры в поршне и всего объема надпоршневого простраства.
Камера в поршне:
 .
| (195) |
Камера сгорания в целом:
|
|
|
 .
| (196) |
Поскольку принято положение о квазиравновесности заряда, то изменения давлений для камеры в поршне и всего надпоршневого пространства одинаковы:
.
Согласно условию квазиравновесности заряда по температуре, относительные изменения температуры в выделенных объемах также равны между собой, тогда сокращая одинаковые производные, получим:
 .
| (197) |
Таким образом получили, что приращение массы газа в камере в поршне dMk, прямо пропорционально относительному изменению плотности заряда в КС 
.
Далее будем считать, что газ истекает из камеры (т.к. идет процесс сгорания-расширения и поршень движется вниз) со скороcтью 
(– среднерасходная скорость на срезе камеры). Исходя из соображений сплошности вытекающего потока газа, запишем выражение для изменения массы газа в камере:
 .
| (198) |
Выразив массу заряда к камере через плоность и объем: 
, подставим последнее выражение, а также (198), в (197):
.
Сократив в обеих частях полученного выражения одинаковые плотности, выразим из него :
 .
| (199) |
Считая, что процесс расширения идет по политропному процессу, получим:
 .
| (200) |
Подставляя (200) в (199), с учетом того, что 
, получаем окончательное выражение для скорости истечения газа из камеры:
 .
| (201) |
Полученная среднерасходная скорость истечения газа из камеры в поршне может достигать значений в десятки метров в секунду. В дальнейшем мы ее примем в качестве определяющей для расчета параметров теплообмена в полуразделенной камере дизеля.
