Диск СГЭО (Лекции_СГЭО_ВЗО_2012) / Глава_7_Процесс расширения в дизеле
.pdfГлава 7 ПРОЦЕСС РАСШИРЕНИЯ В ДИЗЕЛЕ (с. 120)
На расширение так же, как и на сжатие, влияют факторы:
переменность площади поверхности теплообмена между воздушным зарядом и стенками цилиндра по ходу поршня;
переменность перепада температур между зарядом и стенками;
переменность интенсивности и направления теплообмена между воздушным зарядом и стенками цилиндра;
утечки заряда через « неплотности» полости цилиндра.
На процесс расширения существенно влияет дополнительный фактор – догорание топлива.
Таким образом, расширение в дизеле – это политропный процесс с переменным показателем политропы.
§ 7.1. Изменение показателя политропы в процессе расширения. Средний показатель политропы расширения (с. 120)
p |
|
n=±È |
q= u + l |
|
n=k |
|
|
||
|
|
|
||
n=1 |
|
|
+q |
|
|
|
+ T |
|
|
n=0 |
|
+ u |
n=0 |
|
- T |
||||
|
n=1 |
|||
-q |
- |
|
||
u |
|
|||
|
|
|
n=k |
|
-l |
|
n=±È |
+l |
|
|
|
|||
|
|
|
v |
0 < n < 1
+q
+ u +l
1 < n < k
+q
- u +l
n > k -q
- u +l
) столь интенсивен, что, несмотря на расширение ( +ΔV ,+l ), температура раб. тела растет (+ΔT ), т.е. внутр-я энергия увеличивается ( +ΔU ).
Механическая работа ( +l ) совершается за счет подвода теплоты ( +q ) и уменьшения внутренней
энергии рабочего тела
( +ΔU ).
Внутренняя энергия рабочего тела расходуется ( − U ) на соверше-
ние работы ( +l ) и отвод теплоты в окружающую среду ( −q ), в
частности, в охлаждающую воду.
Рис. 7.1. Политропные процессы расширения
1
Процесс расширения в координатах p − V |
n |
2 |
=1,15...1,30 |
||||||||||
изображен на рис. 7.2. (с. 122) |
p |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
м |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n2 =1,0 |
|
|||
В расчетном цикле процесс расширения |
y |
z |
|
м |
= k2 |
||||||||
условно начинается в точке z . |
|
n2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
n м |
=1,5...1,6 |
||||||||
Примем, что в этой точке достигается |
c |
|
|
|
|
2 |
|
||||||
|
5 |
|
|
|
p |
||||||||
максимальная температура Tz . |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Это означает, что в бесконечно малой |
|
L2 |
|
|
|
|
b |
||||||
окрестности указанной точки имеет место |
|
|
|
|
|
a |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
« мгновенный» |
изотермический процесс |
|
V =e-1V |
V |
|||||||||
(см. рис. 6.9). Поэтому здесь |
|
||||||||||||
n2м =1,0. |
|
|
|
|
s |
|
e |
|
a |
|
|||
|
|
|
|
Va =Vb |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 7.2. Изменение показателя |
||||||
|
…. |
два участка: |
политропы расширения |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Первый участок – от точки z до точки « |
n2м = k2» ( |
k2– |
показатель |
||||||||||
адиабаты). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Здесь происходит подвод теплоты от догорания топлива ( +q ), поэтому |
|||||||||||||
на данном участке n2м < k2 . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
… |
в точке « nм = k |
2 |
» наблюдается равновесие: |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
количество подводимой от догорания теплоты полностью |
|
|
|
||||||||||
компенсируется количеством теплоты, отводимой в стенки цилиндра. В |
|||||||||||||
итоге в этой точке q = 0, то есть имеет место « мгновенный» |
|
||||||||||||
адиабатный процесс ( +q = −q ). |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
На рисунке точка 5 соответствует моменту окончания горения. С учетом |
|||||||||||||
изложенных рассуждений очевидно, что она располагается ниже точки |
|||||||||||||
nм |
= k |
2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Второй участок – от точки n2м = k2 до точки b – расширение с отводом теплоты в стенки цилиндра.
На этом участке n2м > k2 . Как правило, к окончанию расширения (до открытия выпускных органов) n2м возрастает до 1,5–1,6.
2
Реальный n2м = var в расчётах заменяют условным n2 = const , значение которого обеспечивает ту же работу расширения, что и при n2м = var .
Обычно n2 находится в пределах 1,15–1,30, т.е. меньше политропы сжатия ( n1 =1,37–1,38). Другими словами, политропа расширения расположена ближе к изотерме ( n =1,0), чем политропа сжатия.
Основная причина – подвод теплоты от догорания топлива при расширении.
§ 7.2. Влияние различных факторов на средний показатель политропы расширения (с. 123)
… на рис. 7.3 показана, в частности, интересующая нас область политропных процессов с показателями политропы
1,0 < n2 < k .
Анализ сводится к рассуждениям о « приближении» линии процесса расширения
либо к адиабате ( n2 = k ), либо к изотерме ( n2 =1,0) под влиянием фактора.
При этом уменьшение потери теплоты из цикла, либо увеличение количества подведенной от догорания теплоты уменьшает n2 , то есть приближает процесс к изотерме.
Наоборот, при увеличении потери теплоты n2 увеличивается, что приближает процесс к адиабате.
p |
n= 0 |
|
n=1 |
n=k |
n2 |
n=±È |
|
|
V |
Рис. 7.3. Положение политропы расширения ( n2 ) относительно других политроп
1) ВЛИЯНИЕ ДОГОРАНИЯ ТОПЛИВА: n2 ↓ при − q догорания. Факторы, способствующие увеличению количества теплоты q , выделяющейся при догорании топлива, уменьшают n2 .
Вэтом случае процесс расширения становится ближе к изотерме.
Вчастности, это происходит при ухудшении качества смесеобразования, при смещении фаз подачи топлива в сторону процесса расширения и т.п.
3
2) ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ: n2 ↓ при − n. Это объясняется тем, что, во-первых, сокращается
продолжительность расширения, и поэтому уменьшается потеря теплоты из цилиндра двигателя.
Во-вторых, догорание топлива распространяется на больший участок линии расширения. Поэтому расширение приближается к изотермическому.
3) ВЛИЯНИЕ НАГРУЗКИ (при n = const ): n2 − при − нагрузки. Влияние увеличения нагрузки наn2 не однозначно.
С одной стороны, ввиду роста температуры стенок цилиндра Тст , связанного с выделением увеличенного количества теплоты и с уменьшением коэффициента избытка воздуха для сгорания α (т.е. с
увеличением температуры заряда), увеличиваются потери теплоты в окружающую среду. Это повышает n2 .
С другой стороны, ввиду увеличения продолжительности подачи топлива в цилиндр, может увеличиться участок догорания на линии расширения, что, как известно, вызывает снижение n2 .
Как правило, влияние температуры стенокТст и α преобладают,
ис ростом нагрузки двигателя n2 увеличивается.
4)ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ ЦИЛИНДРА: n2 ↓ при − D и S.
Увеличение диаметра цилиндра D и хода поршня S влечет за собой уменьшение контактирующей с воздухом площади поверхности стенок, приходящейся на единицу объема цилиндра. Поэтому тепловой поток от рабочего тела в стенки сокращается и, соответственно, n2 уменьшается, то есть процесс расширения становится ближе к изотермическому.
5) ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ: n2 ↓ при − Тохл. ж.
Рост температуры охлаждающей воды и масла (охлаждающего поршни) вызывает уменьшение перепада уровней температур на стенках цилиндра и соответствующее сокращение теплового потока через стенки. Это влечет за собой уменьшение n2 .
4
6)ВЛИЯНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ: n2 − при − утечек из цил− ра.
При ухудшении технического состояния ЦПГ увеличиваются утечки рабочего тела из цилиндра.
Влияние увеличения утечек аналогично влиянию роста тепловых потоков. Поэтому возрастает n2.
Итак, все факторы, ведущие к повышению температуры внутренней поверхности полости цилиндра (высокотемпературное охлаждение, загрязнение поверхностей цилиндра накипью, нагаром и др.),
вызывают снижение интенсивности теплообмена между рабочим телом и стенками цилиндра, и значение n2 уменьшается.
С другой стороны, все технические решения, обеспечивающие увеличение скорости сгорания (улучшение качества смесеобразования, свойств топлива и т.д.), уменьшают догорание топлива на линии расширения и ведут к увеличению n2 .
§ 7.3. Уравнение среднего показателя политропы расширения
… при сгорании 1 кг топлива в двигателе выделяется теплоты Qн , кДж/кг.
До точки z цикла полезно используется ξzQн кДж/кг теплоты (см. 6.8).
После догорания в конце процесса расширения полезно используется ξQн кДж/кг теплоты.
Таким образом, в процессе расширения z − b к рабочему
подводится теплота в количестве ξQн − ξzQн = Qн (ξ − ξz ) |
кДж/кг. |
Запишем уравнение первого закона термодинамики для |
|
процесса расширения: |
|
Qн (ξ − ξz ) = Uzb + Lzb . |
(7.1) |
5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВЫВОД УРАВНЕНИЯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
Работа в политропном процессе |
|
|
|
z − b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
= |
pzVz − pbVb |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n2 |
− 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pV = MR T : |
|||||||||
Выразим произведение |
|
pV через уравнение состояния |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
βz L(1 + γr ) Rμ Tz |
− βL(1 + γr ) Rμ Tb |
|
|
|
μ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Lzb = |
. |
|
|
(7.2) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n2 |
− 1 |
|
|
z − b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Изменение внутренней энергии в процессе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
U |
|
= U |
|
|
Tb |
− U |
|
|
Tz = βL(1 + γ |
|
|
|
) |
|
|
|
′′ |
T − β |
|
L(1 |
+ γ |
|
) |
|
′′ |
T . |
(7.3) |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
c |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
zb |
|
b |
|
0 |
|
z |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
v b b |
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
r |
|
v z z |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
Подставим выражения (7.2) и (7.3) в уравнение (7.1): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
βz |
T − T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
μ |
|
β |
z |
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
n2 − 1 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
(7.4) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(ξ − ξz ) |
|
|
|
βz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
′′ |
Tz |
|
|
|
′′ |
Tb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
βL(1 + γr ) |
|
|
|
|
β |
cv z |
|
− cv b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cv = av + bT . |
|
||||||||||||||||||||||
Теплоемкости в (7.4) заменим уравнениями вида |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Учтем, что L = αL . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В итоге получим уравнение среднего показателя политропы |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
расширения заряда цилиндра: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
βz |
T |
− T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
μ |
|
|
|
β |
|
|
|
|
z |
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
n2 |
− 1 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
(7.5) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
β |
(av z |
|
|
+ bzTz )Tz − (av b + bbTb )Tb |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Qн (ξ − ξz ) |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
z |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
βL(1 + γr ) |
β |
|
|
|
Сравнение выражений для n1 (см. уравнение (5.5) и для n2 по уравнению (7.5) в явном виде показывает основную причину различия уровней значений этих показателей:
n2 < n1 ввиду того, что в отличие от формулы n1 полученная
формула n для процесса расширения содержит подведенную от |
|
2 |
Qн (ξ − ξz ) . |
догорания теплоту |
6
В уравнении (7.5) содержится неизвестная температура в конце расширения Tb . Вопрос об ее определении рассмотрен ниже.
§7.4. Расчет давления и температуры заряда цилиндра
вконце процесса расширения (с. 127)
Из уравнения политропы расширения в процессе z − b
p V n2 |
= p V n2 |
|
z z |
b b |
δ = Vb |
с учетом выражения степени последующего расширения |
||
|
|
Vz |
получаем формулу для расчета давления в конце расширения: |
|
|
|
|
p |
= p |
|
|
V |
z |
n2 |
= |
|
|
p |
z |
|
|
. |
|
|
|
(7.6) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
b |
|
|
z |
|
Vb |
|
|
|
δn2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Запишем уравнения состояния для точек b и |
z : |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
p V |
= βL(1 + γ |
r |
) R T ; |
|
|
|
|
|
p V |
= β |
z |
L |
(1 + γ |
r |
) R T. |
(7.7) |
||||||||||||
b b |
|
|
μ |
b |
|
|
|
|
|
|
|
z z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
μ z |
|
||||
Разделим почленно уравнения (7.7): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
pbVb |
= |
|
βL(1 + γr ) Rμ Tb , |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
p V |
β |
z |
L(1 + γ |
r |
) R T |
|
|
|
|
||||||||||||||||
откуда с учетом (7.6) |
|
|
z z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
μ |
z |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tb = |
|
βz |
|
|
Tz |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
(7.8) |
||||
|
|
|
|
|
|
β δ(n2 −1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В двух уравнениях (7.8) и (7.5) содержатся две неизвестные величины
– n2 и Tb , которые определяются решением системы указанных уравнений.
7
§ 7.5. Уравнение работы в процессе расширения заряда |
|||||||||||||
|
цилиндра. Работа замкнутого цикла (с. 128) |
|
|||||||||||
p |
y |
z |
|
|
Рис. 7.4. К определению работы расчетного цикла |
||||||||
pi , |
c |
|
|
|
|
p2 - среднее давление расширения. |
|||||||
p1 |
|
|
|
Li , |
p2 |
Это условное постоянное давление, |
|||||||
|
|
|
которое, действуя на поршень в |
|
|||||||||
|
|
|
|
b |
|
течение одного хода, совершает |
|
||||||
|
|
|
|
a |
|
работу, равную работе расширения |
|||||||
|
Vc |
Vs |
|
|
V |
при реальном переменном давлении. |
|||||||
|
|
|
(см. рис. 7.4.) |
|
|
|
|||||||
|
|
Va |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходя из определения p2 |
Вывод уравнения |
|
|
||||||||||
, работу расширения можно записать: |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
L |
= V |
p . |
|
|
|
(7.9) |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
s |
2 |
|
V и степень сжатия ε : |
||
Выразим |
V |
s |
через полный объем цилиндра |
||||||||||
|
= Va −Vc |
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
ε − 1Va . |
||
Vs |
= ε − 1 ; |
Va |
= ε , |
откуда |
Vs |
= ε − 1 |
или Vs = |
||||||
Vc |
Vc |
|
|
Vc |
|
|
|
|
Va |
ε |
|
ε |
|
Тогда (7.9) можно переписать: |
L |
= ε − 1V p |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
ε |
a |
2 . |
|
(7.10) |
Из уравнения состояния |
Va = |
|
|
Ta |
|
Ta |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Rμ Ma |
p = Rμ L(1 |
+ γr ) p . |
(7.11) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
a |
|
Напомним, что здесь |
L – |
количество киломолей поступившего |
|||||||||||
в цилиндр свежего воздуха, а не работа. |
|
|
|
|
|
Тогда работа |
L2 в (7.10): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L2 = |
ε − 1 Rμ L(1 |
+ γr ) |
Ta |
p2 . |
|
|
|
|
(7.12) |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
ε |
|
|
|
pa |
ε − 1 |
|
(1 + γr ) |
|
Ta |
|
||||
В выражении (7.12) указаны величины |
; |
и |
, |
||||||||||||
|
ε |
pa |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
содержащиеся в формуле коэффициента наполнения ηн (см. формулу |
|||||||||||||||
(4.5): |
ηн = |
ε pa Tк |
1 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ε − 1 pк Tа 1 + γr |
|
|
|
|
||||||||||
|
. |
|
|
|
(4.5) |
8
Подставим формулу (4.5) в (7.12) и получим уравнение работы
расширения: |
= R |
LTк |
|
|
|
|
|
|
L |
|
p |
|
(7.13) |
||
|
|
|
|||||
|
2 |
μ |
ηн pк |
2 . |
|||
|
|
|
|
|
|
||
Размерность величины |
L2 зависит от размерности количества |
||||||
свежего воздуха L : |
|
|
|
|
|
|
|
Если |
L , [кмоль возд./цикл], тоL |
|
, [кДж/цикл]; |
||||
|
|
|
2 |
|
|
||
если |
L , [кмоль возд./ кг топлива], то L2 |
, [кДж /кг топлива]. |
В данном учебном пособии использован преимущественно второй вариант.
РАБОТА ЗАМКНУТОГО РАСЧЕТНОГО ЦИКЛА
Известно, что работа замкнутого цикла равна разности работ расширения и сжатия.
В поршневом ДВС работу расчетного (теоретического) цикла с учетом формул (7.13) и (5.16) можно записать:
Li′ = L2 − L1 = Rμ |
LTк |
( p2 − p1 ) = Rμ |
LTк |
pi′, |
(7.14) |
||
η |
p |
η |
p |
||||
|
н |
к |
|
н |
к |
|
|
где pi′ – среднее индикаторное давление в расчетном цикле, которое на рис. 7.4 представлено высотой ( p2 − p1 ) прямоугольника, площадь которого равна работе Li′ расчетного цикла.
…. два определения понятия «среднее индикаторное давление»:
1)среднее индикаторное давление – это такое условное постоянное давление, которое, действуя на поршень в течение одного рабочего хода, совершает работу, равную работе замкнутого цикла;
2)среднее индикаторное давление – это работа, получаемая с единицы объема цилиндра за один цикл.
Истинность второго определения непосредственно следует из построений на рис. 7.4: ′
′= (7.15).Lipi
Vs
9