VDV-1091 (728820), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Средняя молярная теплоемкость в конце сжатия ( без учета влияния остаточных газов): mc_v^’ = 20,16+1,7410^-3Т_с = 20,16+1,7410^-3742 = 21,45 (Кдж/кмольград.)

Число молей остаточных газов : М_r = _rL₀ = 0,950,0570,516=0,0279 (кмоль).

Число молей газов в конце сжатия до сгорания: М_с= М₁+М_r = 0,473+0,0279= 0,5(кмоль)

1. ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ .

Средняя молярная теплоемкость при постоянном объеме для продуктов сгорания жидкого топлива в карбюраторном двигателе при ( 1) : mc_в^’’ = (18,4+2,6)+(15,5+13,8)10^-4Т_z= 20,87+28,6110^-4Т_z = 20,87+0,00286Т_z (Кдж/кмольК).

Определим количество молей газов после сгорания : М_z = M₂+M_r = 0,5117+0,0279 = 0,5396 (кмоля) . Расчетный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси находится по формуле :  = М_z / M_c = 0,5397/0,5 = 1,08 .

Примем коэффициент использования теплоты _z = 0,8 , тогда количество теплоты , передаваемой на участке lz при сгорании топлива в 1 кг. : Q = _z(H_u-Q_H) , где H_u - низшая теплотворная способность топлива равная 42700 (Кдж/кг)., Q_H =119950(1-) L₀ - количество теплоты , потерянное в следствии химической неполноты сгорания :

Q_H = 119950(1-0,95) 0,516 = 3095 (Кдж/кг) , отсюда Q = 0,8(42700-3095) =31684 (Кдж/кг). Определим температуру в конце сгорания из уравнения сгорания для карбюраторного двигателя (1) :

, тогда получим :

1,08(20,87+0,00286*Т_z)*T_z = 36636/(0,95*0,516*(1+0,057))+21,45*742

22,4Т_z +0,003Т_z² = 86622  22,4 Т_z +0,003 Т_z² - 86622 = 0

Максимальное давление в конце процесса сгорания теоретическое : Р_z = P_c**T_z /T_c = 1,595*1,08*2810/742 = 6,524 (Мпа) . Действительное максимальное давление в конце процесса сгорания : Р_zд = 0,85*Р_z = 0,85*6,524 =5,545 (МПа) . Степень повышения давления :  = Р_z / Р_с = 6,524/1,595 = 4,09

1. ПРОЦЕСС РАСШИРЕНИЯ .

С учетом характерных значений показателя политропы расширения для заданных параметров двигателя примем средний показатель политропы расширения n₂ = 1,25

Давление и температура в конце процесса расширения :

6,524/13,876=0,4701(МПа). 2810/1,7=1653 К

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов :

1653/ 1,6 = 1037 К . Погрешность составит :

= 100*(1037-1030)/1030 = 0,68% , эта температура удовлетворяет условия  1,7 .

1. ИНДИКАТОРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ЦИКЛА .

Теоретическое среднее индикаторное давление определенное по формуле :

=1,163 (МПа) . Для определения среднего индикаторного давления примем коэффициент полноты индикаторной диаграммы равным _и = 0,96 , тогда среднее индикаторное давление получим : р_i = 0,96* р_i^’ = 0,96*1,163 = 1,116 (МПа) .

Индикаторный К.П.Д. : _i = p_i l₀  / (Q_H ₀ _v ) = (1,116 *14,957*0,9)/(42,7*1,189*0,763) = 0,388 , Q_н = 42,7 МДж/кг.

Индикаторный удельный расход топлива : g_i = 3600/ (Q_H _i ) = 3600/(42,7*0,388) =217 г/КВт ч.

1. Эффективные показатели двигателя .

При средней скорости поршня С_m = 15 м/с. , при ходе поршня S= 75 мм. и частотой вращения коленчатого вала двигателя n=5400 об/мин. , рассчитаем среднее давление механических потерь : Р_м = А+В* С_m , где коэффициенты А и В определяются соотношением S/D =0,751 , тогда А=0,0395 , В = 0,0113 , отсюда Р_м = 0,0395+0,0113*15 =0,209 МПа.

Рассчитаем среднее эффективное давление : р_е = р_i - p_м = 1,116-0,209= 0,907 МПа.

Механический К.П.Д. составит : _м = р_е / р_i = 0,907/ 1,116 = 0 ,812

Эффективный К.П.Д. и эффективный удельный расход топлива :

_е= _i _м = 0,388*0,812 = 0,315 ; g_e = 3600/(Q_H _е) = 3600/(42,7*0,315) = 268 г/КВт ч

Основные параметры цилиндра и двигателя.

1. Литраж двигателя : V_л = 30 N_е / (р_е n) = 30*4*90/(0,907*5400) = 2,205 л.

2. Рабочий объем цилиндра : V_h = V_л / i = 2,205 / 6 = 0,368 л.

3. Диаметр цилиндра : D = 210³ V_h(S) = 2*10^3*(0,368/(3,14*75))^(0,5)= 2*10³*0,0395 = 79,05 мм. 80 мм.

4. Окончательно приняв S = 75 мм. и D = 80мм. объем двигателя составит : V_л = D²Si / (4*10⁶) = (3,14*6400*75*6)/(4000000)= 2,26 л.

5. Площадь поршня : F_п = D² / 4 = 20096/4 = 5024 мм² = 50,24 (см²).

6. Эффективная мощность двигателя : N_е = р_е V_л n / 30 = (0,907*2,26*5400)/(30*4) = 92,24 (КВт.).

7. Эффективный крутящий момент : М_е = (3*10⁴ / )(N_e /n) = (30000/3,14)*(92,24/5400) = 163,2 (нм)

8. Часовой расход топлива : G_т = N_e g_e 10^-3 = 92,2426810^-3 = 92,24*268*10^(-3)=24,72 .

9. Удельная поршневая мощность : N_n = 4 N_e /iD² = (4*92,24)/(6*3,14*80*80) =30,6

1. ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ ДВИГАТЕЛЯ .

Индикаторную диаграмму строим для номинального режима двигателя , т.е. при N_e=92,24 кВт. И n=5400 об/мин.

Масштабы диаграммы :масштаб хода поршня 1 мм. ; масштаб давлений 0,05 МПа в мм.

Величины соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания :

АВ = S/M_s = 75/1,0 =75 мм. ; ОА = АВ / (-1) = 75/(8,2-1) = 10,4 мм.

Максимальная высота диаграммы точка Z : р_z / M_p = 6,524/0,05 = 130,48 мм.

Ординаты характерных точек :

р_а / М_р = 0,0893/0,05 = 1,786 мм. ; р_с / М_р = 1,595/0,05 = 31,9 мм. ; р_в / М_р = 0,4701/0,05 = 9,402 мм. : р_r / М_р = 0,116/0,05 = 2,32 мм. ; р₀ / М_р = 0,1/0,05 = 2 мм.

Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом :

1. Политропа сжатия : Р_х = Р_а (V_а V_х )ⁿ¹ . Отсюда Р_х / М_р = (Р_а/М_р)(ОВ/ОХ)ⁿ¹ мм. , где ОВ= ОА+АВ= 75+10,4 = 85,4 мм. ; n₁ = 1,377 .

ТАБЛИЦА 2. Данные политропы сжатия :

ТАБЛИЦА 3. Данные политропы расширения .:

Р_х / М_р = Р_в (V_в /V_х)ⁿ² , отсюда Р_х / М_р = (р_в/М_р)(ОВ/ОХ)ⁿ² , где ОВ= 85,4 ; n₂ =1.25

Рис.1. Индикаторная диаграмма.

1. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ .

Кинематика кривошипно-шатунного механизма .

S_n = (R+)- ( R cos.+cos.)= R[(1+1/)-( cos.+1/ cos.)] , где  =R /  , тогда S_n = R[(1+ /4)-( cos.+ /4 cos.2)] , если =180^о то S_n=S - ходу поршня , тогда : 75 = R[(1+/4)-(-1+/4)] ; 75 = R[1.0625+0.9375] ; 75 = 2R  R = 75/2 = 37.5 мм.=0,0375 м.

=R/L_ш  L_ш = R/= 37,5/0,25 = 150 мм.=15 см. т.к. = 0,25

Находим скорость поршня и ускорение в зависимости от угла поворота кривошипа :

V_п = dS_n/dt = R( sin + /2sin2) , j_n = d²S_n/dt = R²(cos + cos2) ,

Угловую скорость найдем по формуле :  = n/30 = 3,14*5400/30 = 565,2 рад/с .

ТАБЛИЦА 4.. Числовые данные определяющие соотношения :

1- ( sin + /2sin2) ; 2- (cos + cos2)

Подставив эти значения в формулы скорости и ускорения и подсчитав результаты занесем их в таблицу 5.

ТАБЛИЦА 5. Скорость поршня при различных углах поворота кривошипа.(м/с)

ТАБЛИЦА 6. Ускорение поршня при различных углах поворота кривошипа .

Рис.2 График зависимости скорости поршня от угла поворота кривошипа .

Рис. 3 График зависимости ускорения поршня от угла поворота кривошипа .

1. ПОСТРОЕНИЕ РАЗВЕРНУТОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ.

Отрезок ОО₁ составит : ОО₁= R/2 = 0,25*3,75/2 = 0,47 (см). Отрезок АС :

АС = m_j ² R(1+) = 0,5 Р_z = 0,5*6,524 = 3,262 (МПа) ; Р_х = 3,262/0,05 = 65,24 мм.

Отсюда можно выразить массу движущихся частей :

Рассчитаем отрезки BD и EF :

Характеристики

Список файлов реферата