Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ имени первого Президента РФ Б.Н. Ельцина
Кафедра: "Турбин и двигателей"
Курсовая работа
Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания
по дисциплине "Теория поршневых и комбинированных двигателей"
Екатеринбург 2009 г
1. Исходные данные
Тип двигателя дизельный;
Мощность двигателя Ne=125 кВт;
Частота вращения n=2600 мин-1;
Количество цилиндров i=8;
Степень сжатия ξ=17;
Коэффициент избытка воздуха α=2,1;
Давление перед впускными органами pk=2,76 кг/см2;
Наличие турбокомпрессора да;
Наличие охладителя надувочного воздуха да;
Адиабатический КПД компрессора ηка=0,73;
Отношение S/D=1,0;
Максимальное давление сгорания pz=8 МПа;
Коэффициент избытка продувочного воздуха φк=1,03;
Тактность двигателя 4;
Выбор расчетных параметров
Характеристика дизельного топлива для двигателей внутреннего сгорания приведена в табл.1.
Таблица 1
Топливо Элементарный состав 1 кг топлива, кг
Молекулярная масса, mт,
Кг/кмоль
Низшая
теплота
сгорания,
Нu,
ккал/кг
С Н О Дизельное топливо 0,870 0,126 0,004 180 10150
Давление и температура окружающей среды: Ро=1,03 кг/см2 , to=20°C.
Сопротивление охладителя наддувочного воздуха Δрx : Δрx= 0,04 кг/см2. Понижение температуры воздуха в охладителе надувочного воздуха: ΔTx=80. Показатель политропы сжатия в компрессоре для центробежных компрессоров: K=1,4.
Температура остаточных газов: Тг=800.
Коэффициент использования теплоты в точке z: ξ z=0,7.
Коэффициент использования теплоты в точке в: ξ в=0,7.
Механический КПД: ηм=0,9.
2. Расчет рабочего цикла
Параметры рабочего тела
Стехиометрическое количество воздуха на 1 кг топлива:
кмоль;
Количество свежего заряда на 1 кг топлива:
кмоль;
Количество продуктов сгорания при условии, что сгорание 1 кг топлива происходит с
α =1
кмоль;
Количество продуктов сгорания 1 кг топлива при заданном:
кмоль,
Отношение количества продуктов сгорания при α=1 к количеству их при заданном α:
;
Объемная доля избыточного воздуха в продуктах сгорания:
Сумма объемных долей продуктов сгорания при α=1 и избыточного воздуха тождественно равна единице:
Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:
.
дизельный топливо двигатель политропа
Параметры процесса газообмена
Давление в выходном патрубке компрессора:
кг/см2,
где рк - давление перед впускными органами двигателя;
Δpx - сопротивление охладителя наддувочного воздуха.
Температура воздуха в выходном патрубке компрессора:
К,
где T1* - температура заторможенного потока воздуха на входе в компрессор,
T1*=t0 +273;
πк - степень повышения давления в компрессоре πк=pk’/p0.
Температура воздуха во впускном патрубке двигателя:
К,
где ΔTк - понижение температуры воздуха в охладителе наддувочного
воздуха.
Давление в начале сжатия:
ра =0,94рк=0,94·2,76=2,6 кг/см2.
Давление остаточных газов в цилиндре в конце выпуска: принимаем , откуда кг/см2, следовательно
кг/см2.
Коэффициент наполнения
где ξс.з. - коэффициент дозарядки;
ξоч - коэффициент очистки, учитывающий уменьшение остаточных газов при продувке;
ξ - коэффициент, учитывающий различия в теплоемкостях рабочей смеси при температуре Та и остаточных газов при Тr;
ΔТ - величина подогрева свежего заряда. ............