Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Контрольная_работа_рабочие_процессы1.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
09.11.2019
Размер:
7.94 Mб
Скачать

4.3. Термический коэффициент полезного действия цикла

Удельная тепловая энергия, подведенная к рабочему телу из окружающей среды – qподв, определяется по уравнению 4.2, в котором следует оставить только лишь положительные слагаемые. Тогда, полная тепловая энергия, подведенная к рабочему телу, равна

Qподв = Nмол * qподв

Термический коэффициент полезного действия цикла рассчитывается на основании определения

η t= Wрез/Qподв 4.4

Это значение эффективности цикла можно оценить, сравнивая термические кпд рассчитываемого цикла и цикла Карно, реализованного в этом же диапазоне температур.

ηК = 1 –Ta/Tz

4.4. Среднее индикаторное давление рабочего тела и индикаторная мощность двигателя

Среднее индикаторное давление рабочего тела – это параметр, который показывает насколько компактным может быть изготовлен двигатель, работающий по принятому циклу. По определению среднее индикаторное давление равно

Pi = Wрез/(Va – Vc) = Wрез/Vh, 4.5

где Vh – это объём, описываемый поршнем двигателя за один ход.

В соответствии с определением 4.5 среднее индикаторное давление цикла представляет собой количество механической работы, производимой в некотором замкнутом цикле при изменении объёма рабочего тела на единицу.

Индикаторная мощность четырёхтактного двигателя может быть определена по уравнению

Ni = i*Wрез*(N/60/2)/1000 [кВт], 4.6

в которой

i – количество цилиндров двигателя;

N – частота вращения коленвала двигателя в об/мин;

N/60/2 – количество совершаемых циклов за 1 секунду в одном цилиндре двигателя.

4.5. Цикловой расход топлива, цикловой расход воздуха и коэффициент избытка воздуха

Принимая низшую теплотворную способность (теплоту горения) дизельного топлива равной 10400 ккал/кг и используя известные соотношения между единицами энергии, получим расход топлива в одном цилиндре двигателя за один цикл (цикловой расход топлива)

Gтц = Qподв/9.81/427/10400 [кг/цикл] 4.7

Количество воздуха, наполняющего один цилиндр двигателя за один цикл, определится из простейшего соотношения

Gвц = µ* Nмол /1000 [кг/цикл], 4.8

где µ = 28.96 кг/кмоль – молекулярная масса воздуха, а Nмол – количество молей воздуха в одном цилиндре двигателя.

Учитывая, что для полного сгорания 1 килограмма дизельного топлива необходимо 14.8 килограмм воздуха [2], запишем соотношение для коэффициента избытка воздуха

α= Gвц/Gтц/14.8 4.9

Коэффициент избытка воздуха чрезвычайно важный параметр двигателя, от которого в значительной мере зависят горение топлива, экологические характеристики двигателя и его компактность. Студенту предоставляется возможность самостоятельно прокомментировать полученное в его варианте проекта значение коэффициента избытка воздуха.

4.6. Расход топлива двигателем, мощность двигателя и его удельный расход топлива

Расход топлива – Gт = Gтц*i*N*60/2 [кг/час], 4.10

где i*N*60/2 – количество циклов, совершаемых рабочим телом во всех цилиндрах двигателя за 1 час.

Мощность двигателя определим с учётом его механического коэффициента полезного действия и полагая, что полнота наполнения цилиндров двигателя рабочим телом учтена значением давления воздуха в начале процесса сжатия.

Pemax= Ni*ηм 4.11

Механический коэффициент полезного действия примем в соответствии с рекомендациями [2] равным ηм = 0.76.

По определению удельный расход топлива двигателя равен

qe = 1000*Gт/Pemax [г/кВт*час] 4.12