Курсовая работа: Тепловой расчет ДВС 21703 Priora
Название: Тепловой расчет ДВС 21703 Priora Раздел: Рефераты по транспорту Тип: курсовая работа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Федеральное Агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ижевский Государственный Технический Университет Кафедра «ТДУ» Курсовая работа по дисциплине теория рабочих процессов "Тепловой расчет ДВС 21703 Priora " Выполнил: ст. группы 7-56-1 Проверил: профессор Бендерский Б.Я. Ижевск 2009 Основные данные
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЧЕТЫРЁХТАКТНОГО ДВС Исходные данные
Расчёт. Стехиометрическое количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива и состава С+Н+О (воздух принимают как 0,21 объёмных частей кислорода и 0,79 объёмных частей азота) = =0,5119 кмоль. Количество свежей смеси на 1 кг топлива для двигателей с внешним смесеобразованием = =0,6742 кмоль. Полное сгорание при a³1 Принимают, что продукты полного сгорания состоят из углекислого газа СО2 , водяного пара Н2 О, избыточного кислорода О2 и азота N2 = =0,0712; = =0,0725; = =0,0322; = =0,5257; Общее количество продуктов сгорания = =0,7017. Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси = =1,0409. Давление в начале сжатия= =0,086 МПа. Коэффициент наполнения =0,8105 , где - коэффициент, учитывающий неодинаковость теплоёмкостей смеси и остаточных газов и равный =1,055 . Коэффициент остаточных газов = =0,0429 . Температура рабочей смеси в начале сжатия = =348,4 К. Действительный коэффициент молекулярного изменения = =1,039 . Давление в конце сжатия = =2,078 МПа, n1=1,365. Показатель политропы сжатия и расширения находится из трансцендентного уравнения , где , для процесса сжатия i=1, к=c, n=a, m=e, ; при адиабатном сжатии , следовательно для процесса расширения i=2, к=b, n=z, m=e, ; Rm =8,1343 кДж/(кмоль*К)– универсальная газовая постоянная. Температура в конце сжатия = =816,2 К. При a³1 Уравнение сгорания для бензиновых двигателей: , где – коэффициент использования теплоты при сгорании,; uс с.з – молярная внутренняя энергия свежей смеси в конце процесса сжатия (свежего заряда), uс п.с – молярная внутренняя энергия продуктов сгорания. Степень повышения давления = Молярная внутренняя энергия свежего заряда при температуре tc , (температура в уравнение молярной внутренней энергии подставляется в °С) = =11904 кДж/кмоль, где Сv c.з – молярная теплоёмкость свежего заряда (воздуха) при температуре tc , Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре tc = =12933 кДж/кмоль, где rк п.с – объёмная доля компонента продуктов сгорания, Сv п.с – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре tс . Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре tz = =65646 кДж/кмоль, где Сv п.с – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре tz . Объёмная доля компонента продуктов сгорания , где Мк – количество компонента продуктов сгорания, кмоль; например, . Решая уравнение сгорания, определяем температуру Тz . Tz=2547,7 K. Теоретическое давление в цилиндре в конце сгорания = =6,739 МПа. Действительное давление в цилиндре в конце сгорания , =6,065 МПа. Давление конца расширения= =0,365 МПа, n2=1,250 . n2 – показатель политропы расширения. Температура конца расширения = =1420,7 K. Среднее индикаторное давление = =0,883 МПа. Индикаторный к.п.д. = =0,3975. Удельный индикаторный расход топлива = =0,2060 кг/(кВт*ч). Механический к.п.д. для предварительного расчета (определения Sи D) принимаем . Рабочий объём одного цилиндра = =514,06 cм3. Диаметр цилиндра = =89,27 мм. Ход поршня = =82,13 мм. Эффективный к.п.д. =0,3379. Удельный эффективный расход топлива = =0,2423 кг/(кВт*ч). Литровая мощность = =35,02 кВт/л. Часовой расход топлива = =17,45 кг/ч. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЧЕТЫРЁХТАКТНОГО ДВС Исходные данные
Расчёт. Стехиометрическое количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива и состава С+Н+О (воздух принимают как 0,21 объёмных частей кислорода и 0,79 объёмных частей азота) = =0,5119 кмоль. Количество свежей смеси на 1 кг топлива для двигателей с внешним смесеобразованием = =0,4694 кмоль. Неполное сгорание при a<1 Принимают, что продукты неполного сгорания состоят из углекислого газа СО2 , окиси углерода СО, водяного пара Н2 О, водорода Н2 и азота N2 = =0,0148; = =0,0564; = =0,0067; = =0,0658; = =0,3640. где К – коэффициент зависящий от Н/С водорода и углерода, содержащихся в топливе. Для бензинов при Н/С=0,17¸0,19 K=0,4490. Общее количество продуктов сгорания = =0,5077. Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси = =1,0816. Давление в начале сжатия= =0,086 МПа. Коэффициент наполнения =0,8096 , где - коэффициент, учитывающий неодинаковость теплоёмкостей смеси и остаточных газов и равный =1,064 . Коэффициент остаточных газов = =0,0430 . Температура рабочей смеси в начале сжатия = =348,8 К. Действительный коэффициент молекулярного изменения = =1,078 . Давление в конце сжатия = =2,077 МПа, n1=1,365. Показатель политропы сжатия и расширения находится из трансцендентного уравнения , где , для процесса сжатия i=1, к=c, n=a, m=e, ; при адиабатном сжатии , следовательно для процесса расширения i=2, к=b, n=z, m=e, ; Rm =8,1343 кДж/(кмоль*К)– универсальная газовая постоянная. Температура в конце сжатия = =817,0 К. Теплота сгорания продуктов неполного сгорания при a<1 = =5797,2 кДж/кг. Коэффициент выделения теплоты при сгорании, если a<1 = =0,8681. Уравнение сгорания для бензиновых двигателей: , где – коэффициент использования теплоты при сгорании,; uс с.з – молярная внутренняя энергия свежей смеси в конце процесса сжатия (свежего заряда), uс п.с – молярная внутренняя энергия продуктов сгорания. Степень повышения давления = Молярная внутренняя энергия свежего заряда при температуре tc , (температура в уравнение молярной внутренней энергии подставляется в °С) = =11923 кДж/кмоль, где Сv c.з – молярная теплоёмкость свежего заряда (воздуха) при температуре tc , Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре tc = =13078 кДж/кмоль, где rк п.с – объёмная доля компонента продуктов сгорания, Сv п.с – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре tс . Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре tz = =76168 кДж/кмоль, где Сv п.с – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре tz . Объёмная доля компонента продуктов сгорания , где Мк – количество компонента продуктов сгорания, кмоль; например, . Решая уравнение сгорания, определяем температуру Тz . Tz=2827,1 K. Теоретическое давление в цилиндре в конце сгорания = =7,750 МПа. Действительное давление в цилиндре в конце сгорания , =6,975 МПа. Давление конца расширения= =0,348 МПа, n2=1,330 . n2 – показатель политропы расширения. Температура конца расширения = =1309,2 K. Среднее индикаторное давление = =0,955 МПа. Индикаторный к.п.д. = =0,2997. Удельный индикаторный расход топлива = =0,2733 кг/(кВт*ч). Механический к.п.д. для предварительного расчета (определения Sи D) принимаем . Рабочий объём одного цилиндра = =475,40 cм3. Диаметр цилиндра = =86,97 мм. Ход поршня = =80,02 мм. Эффективный к.п.д. =0,2547. Удельный эффективный расход топлива = =0,3215 кг/(кВт*ч). Литровая мощность = =37,86 кВт/л. Часовой расход топлива = =23,15 кг/ч. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЧЕТЫРЁХТАКТНОГО ДВС Исходные данные
Расчёт. Стехиометрическое количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива и состава С+Н+О (воздух принимают как 0,21 объёмных частей кислорода и 0,79 объёмных частей азота) = =0,5119 кмоль. Количество свежей смеси на 1 кг топлива для двигателей с внешним смесеобразованием = =0,5206 кмоль. Полное сгорание при a³1 Принимают, что продукты полного сгорания состоят из углекислого газа СО2 , водяного пара Н2 О, избыточного кислорода О2 и азота N2 = =0,0712; = =0,0725; = =0,0000; = =0,4044; Общее количество продуктов сгорания = =0,5482. Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси = =1,0529. Давление в начале сжатия= =0,086 МПа. Коэффициент наполнения =0,8088 , где - коэффициент, учитывающий неодинаковость теплоёмкостей смеси и остаточных газов и равный =1,071 . Коэффициент остаточных газов = =0,0536 . Температура рабочей смеси в начале сжатия = =348,7 К. Действительный коэффициент молекулярного изменения = =1,050 . Давление в конце сжатия = =2,077 МПа, n1=1,365. Показатель политропы сжатия и расширения находится из трансцендентного уравнения , где , для процесса сжатия i=1, к=c, n=a, m=e, ; при адиабатном сжатии , следовательно для процесса расширения i=2, к=b, n=z, m=e, ; Rm =8,1343 кДж/(кмоль*К)– универсальная газовая постоянная. Температура в конце сжатия = =816,8 К. При a³1 Уравнение сгорания для бензиновых двигателей: , где – коэффициент использования теплоты при сгорании,; uс с.з – молярная внутренняя энергия свежей смеси в конце процесса сжатия (свежего заряда), uс п.с – молярная внутренняя энергия продуктов сгорания. Степень повышения давления = Молярная внутренняя энергия свежего заряда при температуре tc , (температура в уравнение молярной внутренней энергии подставляется в °С) = =11918 кДж/кмоль, где Сv c.з – молярная теплоёмкость свежего заряда (воздуха) при температуре tc , Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре tc = =13236 кДж/кмоль, где rк п.с – объёмная доля компонента продуктов сгорания, Сv п.с – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре tс . Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре tz = =80093 кДж/кмоль, где Сv п.с – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре tz . Объёмная доля компонента продуктов сгорания , где Мк – количество компонента продуктов сгорания, кмоль; например, . Решая уравнение сгорания, определяем температуру Тz . Tz=2905,2 K. Теоретическое давление в цилиндре в конце сгорания = =7,760 МПа. Действительное давление в цилиндре в конце сгорания , =6,984 МПа. Давление конца расширения= =0,276 МПа, n2=1,430 . n2 – показатель политропы расширения. Температура конца расширения = =1065,4 K. Среднее индикаторное давление = =0,834 МПа. Индикаторный к.п.д. = =0,2906. Удельный индикаторный расход топлива = =0,2818 кг/(кВт*ч). Механический к.п.д. для предварительного расчета (определения Sи D) принимаем . Рабочий объём одного цилиндра = =544,21 cм3. Диаметр цилиндра = =90,98 мм. Ход поршня = =83,70 мм. Эффективный к.п.д. =0,2470. Удельный эффективный расход топлива = =0,3315 кг/(кВт*ч). Литровая мощность = =33,08 кВт/л. Часовой расход топлива = =23,87 кг/ч. Температура газов в камере сгорания растет с увеличением коэффициента избытка окислителя α, имеет максимальное значение при α=1 и уменьшается с уменьшением α. Это значит, что при α<1 будет иметь место увеличение подогрева рабочей смеси, что ведет к увеличению ее объема, а значит к тому, что меньше свежего заряда будет попадать в цилиндр и коэффициент наполнения будет уменьшаться. При α=1 температура максимальна и коэффициент наполнения, в свою очередь, имеет минимальное значение. При α>1 температура в цилиндре уменьшается, подогрев смеси также уменьшается, а коэффициент наполнения увеличивается. Удельный индикаторный расход топлива находится в обратно - пропорциональной зависимости с индикаторным к.п.д. Значит расход топлива будет уменьшаться. При увеличении α топлива в рабочей смеси становиться меньше, а тепло, идущее на совершение полезной работы используется более эффективно. После α=1 идет снижение темпов роста коэффициента наполнения. Это объясняется тем, что топлива в смеси становиться еще меньше, тепла, подведенного с топливом, тоже становиться меньше, и часть его расходуется на нагревание воздуха в смеси. |