Расчет параметров процесса сгорания
При α = 0,9 < 1, то сгорание будет неполным и продукты сгорания будут рассчитываться по формуле (16):
M2
=
+
+
+
+
;
(16)
и включать следующие компоненты: принимаем k=0,5;
а)
количество оксида углерода:
= 2*
*0,208*L0=
=2*
*0,208*0,517=0,01434
кмоль;
б)
количество диоксида углерода:
=
+
=
–
- 0,01434=0,05691кмоль;
в)
количество водорода:
= 2*k*
*0,208*L0=
=2*0,5*
*0,208*0,517=
0,00717 кмоль;
г)
количество водяного пара:
=
-
=
- 0,00717=
=0,06533 кмоль;
д)
количество азота:
= 0,792*α*L0=0,792*0,9*0,517=0,36852
кмоль.
Тогда
М2 = 0,01434+0,05691+0,00717+0,06533+0,36852 = 0,51227 кмоль.
Объемные доли компонентов в продуктах сгорания определяем по формуле (17):
Ri
=
;
(17)
а)
=
=
= 0,02799;
б)
=
=
= 0,11110;
в)
=
=
= 0,01399;
г)
=
=
= 0,12753;
д)
=
=
= 0,71939.
Проверка:
= 1
=
0,02799+0,11110+0,01399+0,71939+0,12753 = 1.
Коэффициент молекулярного изменения:
а) горячей смеси определяется по формуле (18);
б) рабочей смеси определяется по формуле (19):
µ0
=
;
(18)
µ0
=
= 1,081.
µраб.смеси
=
;
(19)
µраб.смеси
=
= 1,076.
Температура продуктов сгорания в конце сгорания определяется по формуле (20):
Tz = tz +273; (20)
где tz - температура в конце видимого сгорания, 0С.
Температура в конце видимого сгорания определяется по формуле (21):
tz
=
;
(21)
уравнения
A*
+B*
+C=0
в котором коэффициенты A,B,C
определяют решая уравнение (22) для
бензиновых двигателей при α < 1:
+
= µраб.смеси*
*
;
(22)
где
- Коэффициент использования низшей
теплоты сгорания для карбюраторных
двигателей 0,8…0,95; для дизелей 0,7…0,88;
Hu кДж/ кг - низшая теплота сгорания топлива (Hu= 44000 кДж/кг);
∆Hu -Количество теплоты потерянной вследствие химической неполноты сгорания бензина;
при α < 1 ∆Hu определяем по формуле (23):
∆Hu = 119950*(1- α)*L0; (23)
∆Hu = 119950*(1-0,9)*0,517 = 6201 кДж/кг.
Температуру в конце сжатия определяем по формуле (24):
tc = Tc - 273; (24)
tc =737 – 273 = 464 0c.
коэффициент
использования теплоты принимаем
= 0,86
Мольную теплоемкость воздуха при постоянном объеме в конце сжатия определим методом интерполирования по формуле (25):
=
+
*(464-400); (25)
=
21,475 +
* 64 = 21,671 кДж/(кмоль*0с).
Мольную теплоемкость остаточных газов при tс = 464 0с определим интерполированием по температуре и коэффициенту избытку воздуха, при α=0,9 по формуле (26):
=
+
*(464-400); (26)
=
23,450 +
* 64 = 23,717 кДж/(кмоль*0с).
Полученные данные подставляем в уравнение (22) и находим С по формуле (27):
С
=
+
;
(27)
C
=
+
= 74568.
Тогда
С = µраб.смеси*
*
Для
определения
,
значения теплоемкостей продуктов
сгорания представим в виде формул:
=
=
+
+
+
+
;
Где
а)
= 0,02799*(22,490+0,00143*
)
= =0,6295+0,000040*
;
б)
= 0,11110*(39,123+0,003349*
)
= =4,3466+0,000372*
;
в)
= 0,01399*(19,678+0,001758*
)
= =0,2753+0,000025*
;
г)
= 0,71939*(26,670+0,004438*
)
= =19,1861+0,003193*
;
д)
= 0,12753*(21,951+0,001457*
)
= =2,7994+0,000186*
.
Тогда
= 27,2369+0,003816*
.
Подставим найденные значения и получим квадратное уравнение:
1,076*(27,2369+0,003816*
)*
= 74568.
Преобразуем
уравнение в вид A*
+B*
+C=0,
получим:
0,0041*
+29,3069*
-74568
= 0
По
полученному уравнению находим
по формуле (21):
=
= 19900c.
Подставим найденное значение в формулу (20) и найдем Tz:
Tz = 1990 + 273 = 2263 0c.
Расчетное давление в конце сгорания определим по формуле (28):
pzp
= µраб.смеси*pc*
;
(28)
pzp
= 1,076*1,561*
= 5,1574МПа.
Действительное максимальное давление в конце сгорания определяем по формуле (29):
pz = 0,85*pzp; (29)
pz =0,85*5,1574 = 4,3838 МПа.
Степень повышения давления определяется по формуле (30):
λ
=
;
(30)
λ
=
= 3,30.