Федеральное Агентство по образованию 

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ижевский  Государственный Технический Университет

Кафедра «ТДУ» 
 
 
 
 

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 

 

    ТЕПЛОВОЙ  РАСЧЕТ

    ЧЕТЫРЁХТАКТНОГО ДВС

 
    Исходные  данные

 
 
 

    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, ;

    R_m=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,; u_{с с.з} – молярная внутренняя энергия свежей смеси в конце процесса сжатия (свежего заряда), u_{с п.с} – молярная внутренняя энергия продуктов сгорания.

    Степень повышения давления

    

= 

    Молярная  внутренняя энергия свежего заряда при температуре t_c, (температура в уравнение молярной внутренней энергии подставляется в °С)

    

=

    =11904  кДж/кмоль,

    где С_{v c.з} – молярная теплоёмкость свежего заряда (воздуха) при температуре t_c, 

    Молярная  внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре  t_c

    

=

    =12933  кДж/кмоль,

    где r_{к п.с} – объёмная доля компонента продуктов сгорания, С_{v п.с} – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре t_с.  

    Молярная  внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре  t_z

    

=

    =65646  кДж/кмоль,

    где С_{v п.с} – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре t_z. 

    Объёмная  доля компонента продуктов сгорания

    

,

    где М_к – количество компонента продуктов сгорания, кмоль; например, . 

    Решая уравнение сгорания, определяем температуру  Т_z.

    Tz=2547,7 K.

    Теоретическое давление в цилиндре в конце сгорания

    

=

    =6,739 МПа.

    Действительное  давление в цилиндре в конце сгорания

    

,

    =6,065 МПа.

Давление  конца расширения

    

=

    =0,365  МПа,

    n2=1,250 .

    n₂ – показатель политропы расширения.

    Температура конца расширения

    

=

    =1420,7  K. 

    Среднее индикаторное давление

    

=

    =0,883  МПа. 
 
 

    Индикаторный  к.п.д.

    

=

    =0,3975.

    Удельный  индикаторный расход топлива

    

=

    =0,2060  кг/(кВт*ч).

    Механический к.п.д. для предварительного расчета (определения S и D) принимаем .

    Рабочий объём одного цилиндра

    

=

    =514,06  cм3.

    Диаметр цилиндра

    

=

    =89,27  мм.

    Ход поршня