Obliczenia cieplne silnika

UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W LUBLINIE

WYDZIA£ IN¯YNIERII PRODUKCJI

KATEDRA ENERGETYKI I POJAZDÓW

1.Obliczenia cieplne silnika

2.Obliczenia g³ównych wymiarów silnika

I .Wprowadzenie

Obliczenia cieplne pozwalaj¹ obliczyæ wymiary g³ówne silnika ,si³y dzia³aj¹ce na poszczególne jego czêœci ,oraz rozwi¹zaæ wiele zagadnieñ dynamicznych silnika. Obliczenia cieplne wyznacza siê w oparciu o dobór pewnych wspó³czynników charakteryzuj¹cych szczególne cechy silnika, bêd¹ tym blissze rzeczywistym im trafniej dobrane zostan¹ te wspó³czynniki do wspó³czynników charakterystycznych dla silników sprawdzonych jus w eksploatacji.

II.       Dane wyjœciowe do projektu. (zestaw 13)

III.           Tok obliczeniowy.

1.Proces £adowania (nape³nienia,dolot)

Ciœnienie w koñcu ³adowania

P_a = 0,9*Po MPa

P_a = 0,9*0,1

P_a=0,09 MPa

Temperatura œwiesego ³adunku

T_s = T_o + ΔT  K

T_s = 288+10

T_s =298K

Temperatura £adunków w koñcu ³adowania

= K

Wspó³czynnik nape³nienia

=0,8625118

Proces sprêsania

Ciœnienie w koñcu sprêsania

P_c =P_a * ⁿ¹ MPa

P_c = 0,09* 17^1.35

P_c = 0,09*45,8253

P_c = 4.12428 Mpa

Temperatura w koñcu sprêsania

T_c = T_a* ^n1-1  K

T_c = 310*2,6956

T_c = 835,64 K

Proces spalania

Teoretyczne zapotrzebowanie powietrza

K_mol/kg _pow

L_t=4,761*(0,0737+0,0275-0,00015)

L_t=4,761*0,101

L_t=0,480 K_mol/kg _pow

IloϾ mieszanki palnej przed spaleniem

M₁=λ*L_t  K_mol/kg _pow

M₁=1.3*0,480

M₁=0,624 K_mol/kg _pow

IloϾ spalin

K_mol/kg _pow

M₂=0,624+0,0275+0,00015

M₂=0,652 K_mol/kg _pow

Teoretyczny wspó³czynnik przemiany molekularnej

=1,044

Rzeczywisty wspó³czynnik przemiany molekularnej

Stopieñ przyrostu ciœnienia

MPa

=1,842 MPa

3.7 Œrednie molowe ciep³o w³aœciwe powietrza przy sta³ej objêtoœci dla temperatury koñca spalania T_z

c’_v=19,26+0,00251*T_z kJ/k_mol*K

c’_v=19,26+0,00251*1998

c’_v=24,27 kJ/k_mol*K

c”_v0=20,474+0,0036*T_z kJ/k_mol*K

c”_v0=20,474+0,0036*1998

c”_v0=27.67 kJ/k_mol*K

Œrednie molowe ciep³o w³aœciwe spalin przy sta³ej objêtoœci

kJ/k_mol*K

-podstawiaj¹c œrednie molowe ciep³o w³aœciwe spalin odpowiadaj¹ce:

λ=1 : c’_v=24,27 kJ/k_mol*K

c”_v0=27,67 kJ/k_mol*K

kJ/k_mol*K

3.9 Œrednie molowe ciep³o w³aœciwe spalin przy sta³ym ciœnieniu

c”_p = 8,311+c”_v = 8,311+26,9 kJ/k_mol*K

c”_p=35,209 kJ/k_mol*K

3.10 Temperatura koñca spalania T_z ,okreœla równanie :

0,00349T_z² 29,402T_z -79904,471=0– postaæ Δ

T_z=1998 K

Stopieñ przyrostu objêtoœci

3.12 Objêtoœæ w punkcie koñca spalania

(cm³)

cm³

4. Proces rozprêsania (pracy)

4.1 Stopieñ rozprêsania

 

Ciœnienie w koñcu rozprêsania

MPa

MPa

Temperatura w koñcu rozprêsania

K

K

5 WskaŸnik pracy silnika (parametry pracy)

5.1 Teoretyczne œrednie ciœnienie indykowane

MPa

MPa

Œrednie ciœnienie indykowane

Œrednie ciœnienie usyteczne (efektywne)

MPa

Sprawnoœæ ogólna

Jednostkowe zusycie paliwa

g/kWh

Teoretyczny wykres indykatorowy

Obliczenie g³ównych wymiarów silnika

Objêtoœæ skokowa 1 cylindra

(cm³)

cm³

Œrednica cylindra

(cm)

Skok t³oka

[cm]

Ostateczna objêtoœæ skokowa cylindra

(cm³)

Objêtoœæ komory sprêsania (spalania)

(cm³)

(cm³)

Œrednie ciœnienie usyteczne

MPa

MPa

Œrednia prêdkoœæ t³oka

cm/s

cm/s

cm/s

m/s

Konstrukcja wykresu indykatorowego metod¹ Brauera

przyjmujê podzia³kê ciœnieñ a = 40 mm/Mpa

graficzne wartoœci ciœnieñ :

P_a = 0,09MPa*40mm/MPa

P_a = 3,6 mm

P₀ = 0,1MPa*40mm/Mpa

P₀ = 4mm

P_r = 0,105Mpa*40mm/Mpa

P_r = 4,2mm

P_b = 0,283Mpa*40mm

P_b = 11,32mm/MPa

P_c = 4,12Mpa*40mm

P_c = 164,8mm/MPa

P_max = 7,6Mpa*40mm

P_max = 304mm/MPa

Przyjmujê podzia³kê objêtoœci

mm

mm

Obliczenie kierownic sprêsania i rozprêsania katów i g³ównej kierownicy

Sprêsanie

Dla sprêsania

Rozprêsanie

Dla rozprêsania

Dla kierownicy g³ównej