Курсовая работа по дисциплине теория рабочих процессов
"Тепловой расчет ДВС 21703 Priora"
Выполнил: ст. группы 7-56-1
Проверил: профессор Бендерский Б.Я.
Ижевск 2009
Основные данные
| Параметр | Обозначение | Значение | Размерность |
| Номинальная мощность | Ne | кВт | |
| Отношение хода поршня к диаметру цилиндра - S/D | S/D | 0,92 | |
| Число цилиндров | i | ||
| Число оборотов при номинальной мощности | nном | об/мин | |
| Степень сжатия | e | 10,3 | |
| Количество тактов | t | ||
| Зажигание | - | искровое | |
| Наддув | - | отсутствует | |
| Топливо | - | бензин | |
| Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна | l | 0,25 |
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ
ЧЕТЫРЁХТАКТНОГО ДВС
Исходные данные
| Коэффициент избытка воздуха | a | 1,3 | |
| Давление окружающей среды | P0 | 0,1013 | МПа |
| Температура окружающей среды | T0 | К | |
| Приращение температуры в процессе подогрева от стенок | DT | К | |
| Температура остаточных газов | Тг | К | |
| Давление остаточных газов | Pr | 0,113 | МПа |
| Коэффициент, определяющий Ра, | KРa | 0,85 | |
| Коэффициент использования теплоты в точке z | xz | 0,9 | |
| Коэффициент использования теплоты в точке b | xb | 0,92 | |
| Коэффициент, учитывающий теплоотдачу в стенку в процессе сжатия | u | ||
| Коэффициент дозарядки | zс.з. | 1,04 | |
| Коэффициент продувки | zоч | ||
| Коэф-нт, определяющий действительное давление Pz | jPz | 0,9 | |
| Коэффициент полноты диаграммы | jPi | 0,95 | |
| Давление наддува | Pк | МПа | |
| Показатель политропы сжатия в компрессоре | nk | ||
| Потери давления в воздушном холодильнике | DPхол | МПа | |
| Приращение температуры при охлаждении | DTхол | К | |
| Состав и свойства горючего - Содержание углерода - Содержание водорода - Содержание кислорода - Теплота сгорания - Молекулярная масса | С Н О Нu mT | 0,855 0,145 0,000 | кДж/кг кг/кмоль |
Расчёт.
Стехиометрическое количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива и состава С+Н+О (воздух принимают как 0,21 объёмных частей кислорода и 0,79 объёмных частей азота)
=
=0,5119 кмоль.
Количество свежей смеси на 1 кг топлива для двигателей с внешним смесеобразованием
=
=0,6742 кмоль.
Полное сгорание при a³1
Принимают, что продукты полного сгорания состоят из углекислого газа СО2, водяного пара Н2О, избыточного кислорода О2 и азота N2
=
=0,0712;
=
=0,0725;
=
=0,0322;
=
=0,5257;
Общее количество продуктов сгорания
=
=0,7017.
Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси
=
=1,0409.
Давление в начале сжатия
=
=0,086 МПа.
Коэффициент наполнения
=0,8105,
где 
- коэффициент, учитывающий неодинаковость теплоёмкостей смеси и остаточных газов и равный
=1,055.
Коэффициент остаточных газов
=
=0,0429.
Температура рабочей смеси в начале сжатия
=
=348,4 К.
Действительный коэффициент молекулярного изменения
=
=1,039.
Давление в конце сжатия
=
=2,078 МПа,
n1=1,365.
Показатель политропы сжатия и расширения находится из трансцендентного уравнения
,
где 
,
для процесса сжатия i=1, к=c, n=a, m=e, 
;
при адиабатном сжатии 
, следовательно 
для процесса расширения i=2, к=b, n=z, m=e, 
;
Rm=8,1343 кДж/(кмоль*К)– универсальная газовая постоянная.
Температура в конце сжатия
=
=816,2 К.
При a³1
Уравнение сгорания для бензиновых двигателей:
,
где 
– коэффициент использования теплоты при сгорании,; uс с.з – молярная внутренняя энергия свежей смеси в конце процесса сжатия (свежего заряда), uс п.с – молярная внутренняя энергия продуктов сгорания.
Степень повышения давления
=
Молярная внутренняя энергия свежего заряда при температуре tc, (температура в уравнение молярной внутренней энергии подставляется в °С)
=
=11904 кДж/кмоль,
где Сv c.з – молярная теплоёмкость свежего заряда (воздуха) при температуре tc,
Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре tc
=
=12933 кДж/кмоль,
где rк п.с – объёмная доля компонента продуктов сгорания, Сv п.с – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре tс.
Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре tz
=
=65646 кДж/кмоль,
где Сv п.с – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре tz.
Объёмная доля компонента продуктов сгорания
,
где Мк – количество компонента продуктов сгорания, кмоль; например, 
.
Решая уравнение сгорания, определяем температуру Тz.
Tz=2547,7 K.
Теоретическое давление в цилиндре в конце сгорания
=
=6,739 МПа.
Действительное давление в цилиндре в конце сгорания
,
=6,065 МПа.