Масса рабочего тела в цилиндре в конце наполнения:
, кг
Мац=((0,0057+0,00024)*0,147/(0,128*390))*106=17,5 кг.
Давление воздуха в конце сжатия:
, МПа (28)
Pc=0,147*24,61,34=10,74 Мпа.
Температура воздуха в конце сжатия:
, К (29)
Tс=390*24,60,34=1159 K.
По условию возможности надежного самовоспламенения топлива значение температуры ТС должно быть не менее 750 К.Условие самовоспламенения выполняется.
Процесс сгорания
Целью расчета процесса сгорания является определение температуры ТZ и давления РZ рабочего тела в точке расчетной индикаторной диаграммы и степени предварительного расширения .
При расчетах рабочего цикла весовой состав дизельного топлива по химическим элементам принимается:
углерода С = 0,86, водорода Н = 0,13 и кислорода О = 0,1.
Коэффициент избытка воздуха оказывает непосредственное влияние на качество процесса сгорания топлива, а, следовательно, и на величину индикаторного КПД двигателя. Для дизелей с наддувом при определенных значениях коэффициента избытка воздуха удельный расход топлива достигает минимального значения.
Ориентировочно можно принимать, что расчетная величина коэффициента избытка воздуха находится в пределах для комбинированных двигателей
=2,2,
Определяем цикловую подачу топлива:
, кг/цикл (30)
ġц=0,0063/2,2*14,35=0,0001 кг/цикл
Цикловая подача современных тепловозных двигателей находится в пределах 0,305 - 1,46 г/цикл. Для определения температуры газов в конце "видимого" сгорания топлива точка “z” расчетной индикаторной диаграммы используют уравнение сгорания:
, (31)
где xZ - коэффициент использования теплоты в точке “z”;
mCV’ - средняя молярная теплоемкость свежего заряда при постоянном объеме, кДж/моль.К;
mCР’ - средняя молярная теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении в точке “z”, кДж/моль.К;
Z - расчетный коэффициент молекулярного изменения в точке “z”;
ТZ - температура рабочего тела в точке “z”, К;
L0 - количество киломолей воздуха, необходимое для сгорания I кг топлива при к = 1 (L0 = 0,486).
Так как величины теплоемкостей приближенно являются линейными функциями температуры, то уравнение (31) является квадратным относительно ТZ.
Рекомендуется следующий порядок определения величин, входящих в уравнение (31).
Определяют коэффициент молекулярного изменения при полном сгорании:
, (32)
β=1+((8*0,13+0,1)/32*2,2*0,468)*0,980392156=1,054
Выбирают значение коэффициента использования теплоты в пределах:
для дизелей средней быстроходности x = 0,75 - 0,85;
для быстроходных дизелей x = 0,8 0,9.
Выбирают коэффициент выделения теплоты ХZ в конце "видимого" сгорания. Для двигателей средней быстроходности можно принять ХZ = 0,65 - 0,9; для быстроходных дизелей ХZ = 0,75 - 0,85.