Дьяченко В.Г. Теория двигателей внутреннего сгорания

408

Таблица 11.2 – Продолжение

1 2 3

12

Содержание кислорода в воздухе r

O

2

RO2

13

Теоретически необходимое количество воздуха для

сгорания 1 кг топлива

0

М



, кмоль/кг

М0

14

Коэффициент избытка воздуха



LB

15

Цикловая подача топлива В

ц

, кг/цикл

ВС

16

Универсальная газовая постоянная R

0

, кДж/кмоль R0

20

Низшая теплота сгорания топлива Q

н

, кДж/кг QN

21

Параметры и состав рабочего тела в надпоршневой

полости в точке v:



р

v

, Па

РV



V

v

, м

3

VV



v

M



, кмоль

МV



Т

v

=

v0vv

MRVp



, К

ТV

















1

vvц

ММ

s

, кмоль

MCSV













 vцv s

ММ , кмоль

МGV



vvv

MMr







RGV

22

Текущее значение параметров рабочего тела:



р

i

, Па

РI



V

i

, м

3

VI



i

M



, кмоль

МI



i

М





, кмоль

МGI















iii

xMМr 11

v













RGI





ВМ

23

Доля сгоревшего топлива от цикловой подачи:



к началу расчетного участка































1

н

908,6exp1

m

z

i

x

Х(I)



в течение расчетного промежутка времени



х

(

i

)

DX(I)

24

Показатель динамики сгорания m M

25

Удельные молярные теплоемкости, кДж/(кмоль



К):



для воздуха



с

V

bi

= a

b

+ b

b

t

i

МСVВI



для продуктов сгорания



с

V

т

i

= a

т

+ b

т

t

i

МСVТI

409

Таблица 11.2 – Продолжение

1 2 3

26

Коэффициенты a

b

, b

b

, a

т

, b

т

:



t

i



1000



С: a

b

АВ1

b

ВВ1

a

т

АТ1

b

т

ВТ1



t

i



1000



С: a

b

АВ2

b

ВВ2

a

т

АТ2

b

т

ВТ2

27

Значение показателя адиабаты на расчетном участке

   

 

 

27311

314,8

1

тт





 iiibiib

i

Тrbrbrara

к

КI

28

Коэффициент теплоотдачи



т

i

, Дж/(м

2



с):

LTI



при



i





н





 





0

8,0

т

8,0

52,0

т

308,028,210128





immii

TCCСpD



при



i





н

 

53,0

8,0

v

3

т

8,0

52,0

т

1024,3

308,028,210128

































































i

к

i

ih

ii

i

m

ii

T

V

ppV

Vp

T

C

С

pD

с

29

Средние значения температуры поверхности, К



поршня Т

п

ТП



головки цилиндра Т

г

ТГ



цилиндра Т

ц

ТС

30

Площадь поверхности стенок надпоршневой полос

ти,

м

2

 днища поршня

2

п

4

DF





FП

 головки цилиндра

z

2

г

4





 DDF

FГ

 цилиндра

 

 















iii

L

S

SDF 2cos1

8

cos15,0

ц

FCI

410

Таблица 11.2 – Продолжение

1 2 3

31

Надпоршневой зазор при положении поршня в ВМТ



z

, м

DZ

32

Количество теплоты, передаваемой от стенок к рабо-

чему телу или от рабочего тела к стенкам надпорш-

невой полости, Дж:



на расчетном участке



Q

т

i

DQTI



к началу расчетного участка Q

т

i

QTI

33

Объем надпоршневой полости V

i

, м

3

:

 

 















iihci

L

S

VVV 2cos1

8

cos15,0

VI

34

Изменение объема надпоршневой полости на расчет-

ном участке V

п

i

, м

3

DVI

35

Шаг расчета:







,



ПКВ

DF

  =

n6





, с

DT

36

Изменение давления рабочего тела на расчетном

участке, Па:

DРI

при



i





н





















i

ii

i

V

p

Q

к

V

pк

p

п

т

1



при



i





н

 



















i

iхi

i

ii

i

ii

i

V

p

QQ

к

хV

V

pк

p

п

т

1

37

Среднее значение показателя политропы:

 на участке сжатия





 

нv

vн

ln

VV

pp

n

c



NС

 на участке расширения





 

z

ln

VV

pp

n

e

p



NR

411

Таблица 11.2 – Продолжение

1 2 3

38

Работа сжатия

21 ccc

LLL





, Дж:

LC

   

 

ii

Ni

i

iicc

VVppLL 









1

1cv1

5,0

LC1









1

vv)va(2





 caacc

nVpVpLL

LC2

39

Работа расширения

21 ppp

LLL





, Дж:

LR

   

 

ii

Ni

i

iizрр

VVppLL 









1

1е1

5,0

LR1

 









1

be2





 pbbeepp

nVpVpLL

LR2

40

Коэффициент полноты индикаторной диаграммы



КР

41

Индикаторная работа газов L

i

=



(L

р

– L

с

), Дж

LI

42

Среднее индикаторное давление

h

i

V

L

p  , Па

РIS

43

Индикаторный КПД

нц

QВ

L

i



КРDI

Коэффициент полноты индикаторной диаграммы  и в этом

случае составляет 0,95 – 0,98.

Условные обозначения параметров двигателя и различных

физических величин упрощают составление алгоритма вычисле-

ний (рис. 11.18) и программы расчета.

В предлагаемой схеме алгоритма расчета параметров и со-

става рабочего тела на участках индикаторной диаграммы, соот-

ветствующих процессам сжатия, сгорания и расширения, вычис-

ления разбиты на ряд блоков (I – XIII), используемых в опреде-

ленной последовательности. Приняв значения исходных данных

(блок I на рис. 11.18), вычисляем значение параметров, которые

не изменяются в течение всего цикла вычислений (блок II). Затем

вычисляем изменения объема надпоршневой полости в течение

расчетного промежутка времени, площадь поверхности стенок

цилиндра (блок III), количество теплоты, передаваемое на рас-

четном участке от стенок надпоршневой полости к рабочему те-

лу или от рабочего тела к стенкам Q

тi

(блок IV), показатель

адиабаты для рабочего тела в начале расчетного участка (блок V),

412

изменение давления рабочего тела к концу расчетного участка

р

i

, параметры рабочего тела в конце расчетного участка, коли-

чество теплоты Q

т(i+1)

, работу сжатия L

с1(i+1)

– блок VI. Результаты

расчетов выводятся на печать и цикл вычислений повторяется до

момента, когда конец последнего расчетного участка совпадет с

углом поворота кривошипа 

н

, соответствующим моменту начала

сгорания. На этом завершается вычисление параметров рабочего

тела на участке сжатия от точки v до точки н (рис. 11.17). Состав

рабочего тела на этом участке индикаторной диаграммы, харак-

теризуемый коэффициентом остаточных газов  и объемной до-

лей продуктов сгорания в смеси газов r



, постоянны.

На участке сгорания-расширения от точки н до точки е ин-

дикаторной диаграммы (рис. 11.17) последовательность вычисле-

ний примерно та же, что и на участке сжатия, но цикл вычисле-

ний дополняется блоками вычисления количества теплоты Q

хi

(блок IХ), сообщаемой рабочему телу на расчетном участке

вследствие реакций окисления топлива, и изменения состава ра-

бочего тела (блок Х) вследствие увеличения количества продук-

тов сгорания М

i

. В блоках ХI и ХII вычисляются в зависимости

от температуры рабочего тела значения показателя адиабаты ра-

бочего тела к

i

на расчетном участке. Завершается цикл вычисле-

ний (блок ХIII) определением: изменения давления рабочего тела

на расчетном участке р

i

и параметров рабочего тела в конце

расчетного участка (р

(i+1)

, V

(i+1)

, M

(i+1)

, T

(i+1)

); количества теплоты,

подведенной к рабочему телу Q

х( i+1)

, и отведенной от рабочего

тела в стенки надпоршневой полости Q

т(i+1)

; работы расширения

рабочего тела L

р1(i+1)

к концу расчетного участка. При достиже-

нии угла поворота кривошипа 

z

, соответствующего окончанию

процесса сгорания, в блоке вычислений IХ значения х

i

будут по-

стоянны (х

i

= х

z

), а при достижении угла поворота кривошипа 

1

,

соответствующего моменту открытия выпускных органов, вы-

числяются индикаторные показатели двигателя (блоки ХIV –

ХVI).

413

Рисунок 11.18 – Блок-схема алгоритма расчета процессов

сжатия, сгорания и расширения

Н

Исходные данные:

D; S; L; E; N0; LB; DZ; FП; FГ; TП; ТГ; ТС; FB1;

FS2; FN; DFZ; М; DF; PV; VV; TV; MV; G; R0; АВ1;

BB1; AT1; BT1; AB2; BB2; AT2; BT2; C; H; O; QN; КР

Вычисление постоянных величин:

S;D

4

3,14

VH

2

 VC = VH/(E-1); FП =

2

D

4

3,14

;

FГ =

2

D

4

3,14

+3,14DDZ; CM = SN0/30; DT = DF/(6N0);

MSCV =





G1MV  ; MGV = MSCVG; RGV = MVMGV ;

 

32O4H12C

RO2

1

M0  ;





M0LBMSCVBC  ;

M0

LB

32O4H

1BХ





 ;

BM =









G1GBХ  ; FZ = FN + DFZ

FI = F1 = FS2; VI = V1 = VV; F(I+1) = FI + DF;

     

 













 DFFIcos21

8L

S

DFFIcos1VH0,5VC1IV ;

DVI = V(I+1) – VI;

   

 













 FIcos21

8L

S

FIcos1S0,5DрFCI

III

II

I

a

b

414

Рисунок 11.18 – Продолжение

F(I+1)

RGI = RGV;

   

 

 

273TIRGVBT1RGV1BB1RGVAT1RGV1AB1

8,314

1KI





DPI =



















DVI

PI

DQTI

KI

1KI

VI

PIKI

; F(I+1) = FI + DF;

V(I+1) = VI + DVI; P(I+1) = PI + DPI; M(I+1) = MV;

T(I+1) =













MVR01IV1IP  ; QT(I+1) = QTI + DQTI;

DLC1(I) = 0,5[P(I+1) + PI]DVI; LC1(I+1) = LC1(I) + DLC1(I)

 FN

b

IV

V

VI

FI = F1 = FS2; TI = T1 = TV; PI = P1 = PV;

 

;CM

CM

CT

0,3082,28TIPI10D128LTI

8,0

0,53

8,0

50,2-





























DQTI = LTI[FП(TI–TП)+FГ(TI–TГ)+FCI(TI–TCI)] DT;

F(I+1)



FN



FB1



FB1

c

d

a

415

Рисунок 11.18

–

Продолжение

F(I+1) = FN = F1; V(I+1) = VFN = V1;

P(I+1) = PFN = P1; T(I+1) = TFN = T1;

K(I+1) = KFN = K1; QT(I+1) = QTFN = QTC;





 

VNVVln

PVPNln

NC 

LC1(I+1) = LC1N = LC1;

QTI = QTFN = QT1 = 0; F(I+1) = FI + DF;





 

 

;VIVVPVPIVH

VIPI

TI

103,24

CM

CT

0,3082,28TIPI10D128LTI

8,0

NC

3

0,53

8,0

50,2-























































DTTCTIFCITГTIFГTПTIFПLTIDQTI 

c

VII

VIII

MGI = MGFN = MG1 = MGV;

RGI = RGFN = RG1 = MVMGV ;

MG(I) = MGV + MVBMX(I);

















IX1BM1MVMG(I)RGI 

X(I) = XFN = X(1) = 0; QX(I) = QXN = QX(1) = 0;

 





























1M

DFZ

FNFI

6,908exp11IX ;

DX(I) = X(I+1)-X(I); DQX(I) = BCQNDX(I)

IX

X

416

Рисунок 11.18 – Продолжение

TI-273

DPI =

   

























DVI

PI

DQTI-IDQX

KI

1KI

IDX1BMVI

VI

PIKI

;

F(I+1) = FI + DFI;

P(I+1) = PI + DPI;

V(I+1) = VI + DVI;

M(I+1) = MV[1 + (BM-1)X(I)];

T(I+1) =

















1IMR01IV1IP  ;

QT(I+1) = QTI + DQTI;

QX(I+1) = QX(I) + DQX(I);

DLR1(I) = 0,5[P(I+1) + PI]DVI;

LR1(I+1) = LR1(I) + DLR1(I)

LR1(Е) = LR1

 1000C

с

XI

KI =







 RGI1AB18,3141







 RGI1BB1RGIAT1









273TIRGIBT1 

 1000C

a

KI =







 RGI1AB28,3141







 RGI1BB2RGIAT2









273TIRGIBT2 

XII

XIII

417

Рисунок 11.18 – Продолжение





 

VNVVln

PVPNln

NC 

 

 

NC

VVVCVH

PV

PA



 ;

1

-

NC

VVPVVAPA

LC2







 ;

LC = LC1 + LC2;

QT(I+1) = QTFN = QTC;

d

XIV

LI = KP(LR – LC); VHLIPIS  ;





QNBCLIKPDI 

P(I+1) = PE; V(I+1) = VE; VB = VC + VH;

PFZ = PZ; VFZ = VZ;





 

VZVEln

PEPZln

NR 

 

 

NP

VEVCVH

PE

PBPFB



 ;

1

-

NR

VBPBVEPE

LR2







 ;

LR = LR1 + LR2;

XV

XVI

Дьяченко В.Г. Теория двигателей внутреннего сгорания

Подождите немного. Документ загружается.