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.

2.1. Объемные доли компонентов в продуктах сгорания определяем по формуле (17):

R_i = ; (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.

2.2. Коэффициент молекулярного изменения:

а) горячей смеси определяется по формуле (18);

б) рабочей смеси определяется по формуле (19):

µ₀ = ; (18)

µ₀ = = 1,081.

µ_{раб.смеси} = ; (19)

µ_{раб.смеси} = = 1,076.

2.3. Температура продуктов сгорания в конце сгорания определяется по формуле (20):

T_z = t_z +273; (20)

где t_z - температура в конце видимого сгорания, ⁰С.

Температура в конце видимого сгорания определяется по формуле (21):

t_z = ; (21)

уравнения A* +B* +C=0 в котором коэффициенты A,B,C определяют решая уравнение (22) для бензиновых двигателей при α < 1:

+ = µ_{раб.смеси}* * ; (22)

где - Коэффициент использования низшей теплоты сгорания для карбюраторных двигателей 0,8…0,95; для дизелей 0,7…0,88;

H_u кДж/ кг - низшая теплота сгорания топлива (H_u= 44000 кДж/кг);

∆H_u -Количество теплоты потерянной вследствие химической неполноты сгорания бензина;

при α < 1 ∆H_u определяем по формуле (23):

∆H_u = 119950*(1- α)*L₀; (23)

∆H_u = 119950*(1-0,9)*0,517 = 6201 кДж/кг.

Температуру в конце сжатия определяем по формуле (24):

t_c = T_c - 273; (24)

t_c =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 t_с = 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 = µ_{раб.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):

= = 1990 ⁰c.

Подставим найденное значение в формулу (20) и найдем T_z:

T_z = 1990 + 273 = 2263 ⁰c.

2.4. Расчетное давление в конце сгорания определим по формуле (28):

p_zp = µ_{раб.смеси}*p_c* ; (28)

p_zp = 1,076*1,561* = 5,1574 МПа.

2.5. Действительное максимальное давление в конце сгорания определяем по формуле (29):

p_z = 0,85*p_zp; (29)

p_z =0,85*5,1574 = 4,3838 МПа.

2.6. Степень повышения давления определяется по формуле (30):

λ = ; (30)

λ = = 3,30.