Тепловой и динамический расчет двигателя Д-21

Параметры окружающей среды и рабочего тела. Параметры впуска. Процесс сжатия, сгорания, расширения. Среднее давление газов в цилиндре. Коэффициент полезного действия и эксплуатационные показатели двигателя Д-21. Построение индикаторной диаграммы.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 02.06.2010
Размер файла 296,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Тепловой расчет дизельного двигателя Д-21

1.1 Параметры окружающей среды и рабочего тела

Давление воздуха, р0 = 0,1 МПа

Температура воздуха, Т0 = 293 К

Топливо - дизельное топливо.

Низшая теплота сгорания, QН = 42500 кДж/кг.

Элементный состав топлива:

· углерод С = 0,857

· водород Н = 0,133

· кислород, растворенный в топливе ОТ = 0,01

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма топлива:

- килограммах, 0, кг воздуха/кг топлива:

- То же в молях, L0 , кмоль/кг

где мВ = 28,97 - молекулярная масса воздуха, кг/кмоль.

Количество свежего заряда (действительный расход воздуха двигателем) М1 , кмоль:

где б - коэффициент избытка воздуха.

1.2 Параметры впуска

Давление воздуха в цилиндре в конце впуска, ра, МПа:

где зv - коэффициент наполнения цилиндра свежим воздухом; е - степень сжатия; T '0 = T0 +Дt - температура свежего заряда на впуске (до впускного клапана), К; Дt - подогрев свежего заряда во впускном трубопроводе, градусов; pr - давление остаточных газов в цилиндре в конце такта выпуска, МПа.

T '0 = 293+17 = 310К

Коэффициент остаточных газов, г:

где Тr - температура остаточных газов в цилиндре в конце выпуска, К.

Температура воздуха в цилиндре в конце впуска, Та, К:

1.3 Процесс сжатия

Давление в конце сжатия, рс, МПа:

где n1 - показатель политропы сжатия.

Температура в конце сжатия, Тс, К:

1.4 Процесс сгорания

Количество молей остаточных газов, Мr, кмоль:

Общее количество рабочей смеси (свежий воздух плюс остаточные газы) в конце сжатия до начала сгорания, Мс, кмоль:

Количество продуктов сгорания (без остаточных газов) М 2, кмоль:

Общее количество молей после сгорания, Мz, кмоль:

Коэффициент молекулярного изменения, м:

Количество теплоты, передаваемой газам на участке горения топлива (точки czz' (Q,):

Q = ·QН

Q = 0,8·42500 =34000

где - коэффициент использования теплоты на участке czz'

Средняя молярная теплоёмкость воздуха в конце такта сжатия перед началом горения Сvc, кДж/кмоль·град:

Максимальная температура сгорания, Тz, К:

где = 29,149+0,0025· - средняя молярная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/кмоль·град;

- степень повышения давления газов в цилиндре.

Решаем это уравнение как полное квадратное уравнение типа:

отсюда:

Считаем значения коэффициентов: ,,

= ·0.0025 = 0,0026

= 29,149· = 30,256

Из двух корней выбираем один с реальным ответом (положительный), величина Tz в пределах 1900-2300 К.

Максимальное давление газов в конце сгорания на участке zz' рz, МПа:

Степень предварительного расширения газов на участке zz' :

Определяем положение точки z' на индикаторной диаграмме:

где - объем камеры сгорания, литров; определяется из формулы:

,

где Va - полный объем цилиндра, литров; Vh - рабочий объем одного цилиндра, литров.

отсюда:

Для чего: находим Vh, литр:

Vh=Fn•S•10-6,

где Fn - площадь поршня,

,

Vh = 8654.625·0.120•10-6 =1.038 литра.

тогда:

Положение точки z' на индикаторной диаграмме:

Степень последующего расширения газов на участке z' в:

,

1.5 Процесс расширения

Давление газов в нижней мёртвой точке в конце расширения, рв, МПа:

где n2 - показатель политропы расширения.

Температура газов в нижней мёртвой точке в конце расширения, Тв, К:

1.6 Среднее давление газов в цилиндре

Среднее расчётное индикаторное давление газов внутри цилиндра по нескруглённой индикаторной диаграмме, рi расч , МПа:

Действительное среднее индикаторное давление газов внутри цилиндра по скруглённой индикаторной диаграмме, рi , МПа:

где ц - коэффициент скругления индикаторной диаграммы, учитывающий окончание сгорания в начале такта расширения и потери давления при предварительном открытии выпускного клапана.

Среднее эффективное давление, ре , МПа:

где зm - механический кпд двигателя.

Среднее давление механических потерь, рm , МПа:

1.7 Коэффициент полезного действия двигателя

Индикаторный КПД двигателя, зi:

где QН - низшая теплота сгорания, QН = 42,50 МДж/кг; с0 = р0·106 /Rв·Т0 - плотность

воздуха, кг/м3; Rв = 287 Дж/(кг·град) - удельная газовая постоянная для воздуха.

с0 = 0,1·106 /287·293 = 1,1892 кг/м3

Эффективный КПД двигателя, зе:

1.8 Эксплуатационные показатели двигателя

Эффективная мощность двигателя, Ne, кВт:

где Vh - рабочий объём одного цилиндра, литр; i - число цилиндров двигателя; n - частота вращения коленчатого вала, мин -1.

Крутящий момент двигателя, Мк, Н·м:

Удельный расход топлива (экономичность двигателя), ge, г/(кВт·ч):

Часовой расход топлива двигателем, Gт , кг/ч:

Часовой расход воздуха двигателем, Gв , кг/ч:

Литровая мощность двигателя, Nл, кВт/литр:

1.9 Построение индикаторной диаграммы

По заданным, , , и определить объемы: - объем камеры сгорания, литров; - полный объем цилиндра, литров:

Определяем давление газов в промежуточных точках , индикаторной диаграммы на тактах сжатия и расширения и заносим данные в таблицу:

Для линии сжатия:

где - давление сжатия на точке , МПа.

Для линии расширения:

где - давление расширения на точке , МПа.

Таблица 2.1 - Давление газов в промежуточных точках , индикаторной диаграммы на тактах сжатия и расширения

, л.

0,017

0,081

0,144

0,208

0,271

0,335

0,398

, МПа

6,29

0,774

0,352

0,214

0,149

0,112

0,088

, МПа

14,617

2,232

1,1

0,705

0,509

0,394

0,319

В соответствии с полученными результатами расчетов строим индикаторную диаграмму


Подобные документы

  • Параметры рабочего тела. Процесс впуска и выпуска, расширения, определение необходимых значений. Коэффициент молекулярного изменения горючей и рабочей смеси. Индикаторные параметры рабочего тела. Эффективные показатели двигателя, параметры цилиндра.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 12.10.2011

  • Тепловой расчет двигателя на номинальном режиме работы. Расчет процессов газообмена, процесса сжатия. Термохимический расчет процесса сгорания. Показатели рабочего цикла двигателя. Построение индикаторной диаграммы. Расчет кривошипно-шатунного механизма.

    курсовая работа [144,2 K], добавлен 24.12.2016

  • Тепловой расчет двигателя: процесс впуска, сжатия, сгорания и расширения газов. Расчет индикаторных и эффективных показателей двигателя. Построение регуляторной характеристики тракторного дизеля. Кинематический расчет двигателя и расчет маховика.

    курсовая работа [196,2 K], добавлен 20.10.2009

  • Обоснование дополнительных исходных данных к выполнению теплового расчета. Параметры окружающей среды. Подогрев заряда в процессе впуска. Параметры процесса выпуска отработавших и остаточных газов. Расчет параметров рабочего цикла теплового двигателя.

    курсовая работа [378,2 K], добавлен 13.12.2014

  • Описание прототипа двигателя ЯМЗ-236. Блок цилиндров, кривошипно-шатунный механизм, газораспределение. Исходные данные для теплового расчета. Параметры цилиндра и двигателя. Построение и скругление индикаторной диаграммы. Тепловой баланс двигателя.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 25.05.2013

  • Рассмотрение термодинамических циклов двигателей внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объёме и давлении. Тепловой расчет двигателя Д-240. Вычисление процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения. Эффективные показатели работы ДВС.

    курсовая работа [161,6 K], добавлен 24.05.2012

  • Описание идеализированного цикла теплового двигателя с изохорно-изобарным процессом подвода энергии в тепловой форме и с политропными процессами сжатия и расширения рабочего тела. Определение параметров двигателя, индикаторная и тепловая диаграммы цикла.

    курсовая работа [3,1 M], добавлен 02.01.2014

  • Тепловой расчет дизеля без наддува: параметры рабочего тела, окружающей среды и остаточные газы. Методика построения индикаторных диаграмм. Порядок проведения динамического, кинематического расчета. Уравновешивание двигателя и необходимые расчеты.

    курсовая работа [87,3 K], добавлен 12.10.2011

  • Определение параметров рабочего тела в конце тактов наполнения, в процессе сжатия и в конце процесса сгорания. Определение индикаторных и эффективных показателей дизеля. Расчет геометрических размеров цилиндра. Построение индикаторной диаграммы.

    контрольная работа [870,0 K], добавлен 08.08.2011

  • Описание основного назначения и применения двигателя. Выбор исходных данных по расчету. Расчёты процессов: наполнения, сжатия, сгорания, расширения. Определение индикаторных и эффективных показаний. Построение теоретической индикаторной диаграммы.

    курсовая работа [287,0 K], добавлен 25.01.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.