Разработка топливной системы тракторного дизеля для работы на биотопливе
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
В»е:
при ? > 1
(3.11)
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Химический коэффициент молярного изменения ?о можно вычислить по формуле:
, (3.12)
для дизельного топлива:
для биотоплива:
А действительный коэффициент молярного изменения ? найдем по формуле:
(3.13)
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Определяем теплоемкость газов ?Сcv в кДж/кмольтАвград для чистого воздуха по формуле:
(3.14)
где а =20,16; в = 1,73810-3 - постоянные коэффициенты
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Теплоемкость продуктов сгорания ?Сzv кДж/кмольтАвград при > 1 определим из формулы:
(3.15)
для дизельного топлива:
для биотоплива:
А теплоемкость ?Сzр кДж/кмольтАвград при постоянном давлении найдем по формуле:
(3.16)
где mR-универсальная газовая постоянная, она равна mR=8,314;
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Температура в конце сгорания Тz в К для дизеля определяется из формулы:
(3.17)
где x - коэффициент использования тепла;
Qн - низшая удельная теплота сгорания, кДж/кг;
l - степень нарастания давления;
Для дизельного топлива: x = 0,7тАж0,9, примем x = 0,85.
Низшая удельная теплотворность равна Qн = 42500 кДж/кг.
Для биотоплива: примем x = 0,7;
Низшая удельная теплотворность равна Qн = 37300 кДж/кг
Для вихрекамерных и предкамерных l= 1,4тАж1,8. Примем l =1,6.
Выбираем x = 0,85, потому что у данного двигателя совершенная форма камеры сгорания за счет чего уменьшаются потери теплоты от газов в стенки.
Величина l для дизелей устанавливается по опытным данным в основном в зависимости от количества топлива, подаваемого в цилиндр, формы камеры сгорания и способа смесеобразования. Выбрал l=1,6 так как давление в конце процесса сжатия высокое и если выбрать большее значение l, то Рс увеличится, что следовательно будет требовать более дорогой материал поршневой группы.
Подставив значения, получаем:
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Преобразовав выражение получим квадратное уравнение:
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Решая эти уравнения получили:
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Подставив значение Тz найдем значение теплоемкости продуктов сгорания:
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Давление Рz в кПа в конце сгорания найдем по формуле:
(3.18)
- для дизельного двигателя:
для биотоплива:
3.2.4 Процесс расширения
В результате осуществления процесса расширения происходит преобразование тепловой энергии топлива в механическую работу. В реальных двигателях расширение протекает по сложному закону, зависящий от теплообмена между газами и окружающими стенками, величины подвода теплоты, а результате догорания топлива и восстановления продуктов диссоциации, утечки газов через неплотности и другое. Процесс в действительном цикле протекает по политропе.
Степень предварительного расширения ? находится по формуле:
(3.19)
для дизельного топлива:
-для биотоплива:
Степень последующего расширения ? найдем по формуле:
(3.20)
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Находим давление Ре в кПа в конце расширения по формуле:
(3.21)
где n2 - показатель политропы расширения.
Показатель политропы расширения n2 можно определить по эмпирической формуле профессора В.А. Петрова:
Для дизельного двигателя:
(3.22)
Найдем это значение:
Находим давление в конце сжатия Ре:
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Температура Те в К в конце расширения:
(3.23)
для дизельного топлива:
для биотоплива:
3.2.5 Процесс выхлопа
В современных двигателях открытие выпускного канала проходит за 40-80о до и.м.т. и с этого момента начинается истечение отработавших газов с критической скоростью 600-700 м/с. За этот период, заканчивающиеся в близи и.м.т. в двигателях без наддува и несколько позже при наддуве, удаляется 60-70% отработавших газов. При дальнейшем движении поршня к В.М.Т. истечение газов происходит со скоростью 200-250 м/м и к концу выпуска не превышает 60-100 м\с. Средняя скорость истечения газов за период выпуска на номинальном режиме находится в пределах 60-150 м\с. Закрытие выпускного клапана происходит через 10о-50о после В.М.Т., что повышает качество очистки цилиндра за счет эжекционного свойства потока газа, выходящего из цилиндра с большой скоростью.
Давление Рr в кПа в конце выхлопа найдем из формулы:
(3.24)
где kr = 1,05тАж1,25 для двигателей без наддува;
для дизельного топлива:
для биотоплива:
3.2.6 Индикаторные показатели работы двигателя
Среднее индикаторное давление Рi в кПа для дизеля найдем из формулы:
(3.25)
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Действительное среднее индикаторное давление Рiан в кПа с учетом округления диаграммы и затрат на осуществление насосных ходов поршня определим из уравнения:
(3.26)
где ;
j - коэффициент округления.
Коэффициент округления j = 0,92тАж0,95. Возьмем j=0,95.
для дизельного топлива:
Рiан= 0,95916,6 -(125-90)=835,7 кПа