1.5 Дополнительные исходные параметры.
Для СДВС всех вариантов по практическим данным принимаем параметры:
Таблица 2
- давление окружающей среды …………………………… ρо = 0,098 МПа;
- температура окружающей среды…………………………. То = 290 К (16,80С);
- коэффициент избытка воздуха…………………………… α = 2,0;
- коэффициент использования теплоты…………………… ξ = 0,82;
- показатель политропы сжатия…………………………….. n1 = 1,37;
- показатель политропы расширения………………………. n2 = 1,27;
- механический кпд………………………………………….. ηм = 0,85;
- коэффициент остаточных газов ………………………….. γ r = 0,06
- отношение площади поршня F к площади живого сечения ƒ выпускного клапана……………………………………………………. F/f = 10
- давление выпуска:………………………………………….. ρ2 = 0,11 МПа
- температура остаточных газов…………………………… ТГ = 800 К
- показатель политропы сжатия в нагнетателе ……………. nН = 1,8
- приращение температуры воздуха вследствие нагрева его
в системе двигателя горячими деталями ………………… Δtа = 10 К.
- потеря давления воздуха в охладителе………………….. ΔРохл = 0,002 МПа
- коэффициент снижения давления воздуха
при поступлении из ресивера в цилиндр………………….. ξа = 0,95
Тепловой расчет двигателя.
Классификация двигателя.
Минимальная частота вращения:
nm = 60 * n
Средняя скорость поршня Сm :
Cm = 2 * s * n
Если Cm < 6,5 м/с, а значение n < 350 мин-1, то двигатель тихоходный, малооборотный, IV группы по ГОСТ 10448-80, с наддувом.
Принимаем топливо дизельное ГОСТ 305 со средним составом
С = 0,87;
Н = 0,126; О = 0,004.
Низшая теплота сгорания топлива Qн :
Q H = 42,47 * 103 КДж/кг.
Параметры процесса наполнения
Поступивший в рабочий цилиндр воздух в кол-ве Ms кмоль будет нагреваться от соприкосновения с горячими стенками и вследствие теплообмена с остаточными газами. У двухтактных двигателей с наддувом, кроме того, он будет нагреваться при сжатии в нагнетателе.
К
моменту
поступления в цилиндр температура
воздуха в ресивере
будет равна:
для 4-тактных и 2-тактных СДВС с наддувом:
Тоʹ = ТH + Δ tа (K) , где (1)
Δtа - повышение температуры воздуха вследствие нагрева его в системе двигателя горячими деталями. По опытным данным для судовых дизелей:
Δtа = 10 … 20 оС (K) ;
ΔTH - повышение температуры при сжатии воздуха в нагнетателе.
ΔTH
=
То *
, где
(2)
Pн – давление воздуха после нагнетателя ( Таблица 1 ).
nн - показатель политропы сжатия в нагнетателе ( Таблица 2 ).
Если ТH > 330 K, то необходим охладитель наддувочного воздуха. При этом принимаем
ΔTохл = 39 K (39 oC) .
Тогда температура воздуха в ресивере к моменту поступления в цилиндр двигателя:
Tsʹ = TH + Δtа - ΔTохл (3)
Температура смеси свежего заряда с остаточными газами в конце нагнетания.
Ta
=
, где
(4)
Toʹ - температура воздуха в ресивере к моменту поступления в цилиндр двигателя
TГ – температура остаточных газов (Таблица 2),
γr – коэффициент остаточных газов ( для 4-тактных СДВС: 0,02…0,045, для 2-тактных СДВС в зависимости от типа продувки 0,02…0,15).
Ta- температура в конце наполнения для 4-тактных СДВС 300…400K
(27…127 0С) и для 2-тактных СДВС 310…3800K ( 37…106,80С).
Давление воздуха в ресивере:
Рs = Рн - ΔРохл (5)
ΔРохл - потеря давления воздуха в охладителе (Таблица 2)
Рs - давление воздуха в ресивере
Давление смеси свежего заряда с остаточными газами в конце наполнения для СДВС с наддувом:
Ра = ξа * Рs (6)
ξа - коэффициент снижения давления воздуха при поступлении из ресивера в цилиндр (Таблица 2)
Коэффициент наполнения рабочего цилиндра для 4-тактных СДВС:
ηн
=
*
*
*
,
где
(7)
ε – степень сжатия (Таблица 1),
Рs - давление продувочного воздуха,
Тs - температура продувочного воздуха,
Рa - давление в конце наполнения
Ta - температура в конце наполнения