Рабочие процессы и экологическая безопасность автомобильных двигателей

ПAРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ТЕЛА:

Определение теоретически необходимого количества воздуха при полном сгорании жидкого топлива . Наименьшее количество кислорода Оо, которое необходимо подвести извне к топливу для полного его окисления , называется теоретически необходимым количеством кислорода . В двигателях внутреннего сгорания необходимый для сгорания кислород содержится в воздухе , который вводят в цилиндр во время впуска . Зная , что кислорода в воздухе по массе 0,23% , а по объему 0,208% , получим теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива :

кг.

кмоль.

Действительное количество воздуха , участвующего в сгорании 1 кг. топлива при a=0,9 : alo= 0.9*14.957 = 13.461 кг ; aLo= 0,9 * 0,516 = 0,464 . При молекулярной массе паров топлива mт= 115 кмоль , найдем суммарное количество свежей смеси :

М1= 1/ mт+ aLo= 1/115+0,464 = 0,473 кмоль.

При неполном сгорании топлива ( a<1 ) продукты сгорания представляют собой смесь окиси углерода (СО) , углекислого газа (СО2) , водяного пара (Н2О) , свободного водорода (Н2) , и азота (N2) . Количество отдельных составляющих продуктов сгорания и их сумма при К=0,47 (постоянная зависящая от отношения количества водорода к окиси углерода , содержащихся в продуктах сгорания).:

Мсо= 2*0,21*[(1-a)/(1+K)]*Lo= 0,42*(0,1/1,47)*0,516 = 0,0147 кмоль.

МСО2= С/12- Мсо= 0,855/12-0,0147 = 0,0565 кмоль.

МН2= К* Мсо= 0,47*0,0147 = 0,00692 кмоль.

МН2О= Н/2 - МН2= 0,145/2-0,00692 = 0,06558 кмоль.

МN2= 0,792*aLo= 0,792*0,9*0,516 = 0,368 кмоль.

Суммарное количество продуктов сгорания :

М2= 0,0147+0,0565+0,00692+0,06558+0,368 = 0,5117 кмоль.

Проверка : М2= С/12+Н/2+0,792*aLo= 0,855/12+0,145/2+0,792*0,9*0,516 = 0,5117 .

Давление и температура окружающей среды : Pk=Po=0.1 (МПа) и Tk=To= 293 (К) , а приращение температуры в процессе подогрева заряда DТ = 20оС . Температура остаточных газов : Тr= 1030oК . Давление остаточных газов на номинальном режиме определим по формуле : PrN= 1.16*Po= 1,16*0,1 = 0,116 (МПа) .

, где

РrN- давление остаточных газов на номинальном режиме , nN- частота вращения коленчатого вала на номинальном режиме равное 5400 об/мин. Отсюда получим :

Рr=Р0×( 1,035+ Ар×10-8 ×n2)= 0,1×(1,035+0,42867×10-8×54002) = 0,1×(1,035+0,125)=0,116 (Мпа)

31 ПРОЦЕСС ВПУСКА .

Температура подогрева свежего заряда DТ с целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальном скоростном режиме принимается DТN=10оС .

Тогда :

DТ = Ат× (110-0,0125×n) = 0,23533×(110-0,0125×5400)= 10оС .

Плотность заряда на впуске будет : ,

где Р0=0,1 (Мпа) ; Т0= 293 (К) ; В - удельная газовая постоянная равная 287 (Дж./кг*град.) Þ r0= ( 0,1*106)/(287*293) = 1,189 (кг/м3).

Потери давления на впуске DРа, в соответствии со скоростным режимом двигателя

(примем (b2+xвп)= 3,5 , где b - коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра , xвп- коэффициент впускной системы ) ,

DРа= (b2+xвп)* Аn2*n2*(rk/2*10-6) , где Аn= wвп/ nN, где wвп- средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы (wвп= 95 м/с) , отсюда Аn= 95/5400 = 0,0176 . : rk= r0 = 1,189 ( кг/м3) .Þ DРа= (3,5× 0,1762×54002×1,189×10-6)/2 = (3,5×0,0003094×29160000×1,189×10-6) = 0,0107 (Мпа).

Интересное из раздела

Экологизация экономики
Начиная с 60-х годов экологическая ситуация и возрастание (в основном через экономику и законодательство) экологических требований к ведению хозяйства привели в разных странах к ряду измене ...

Разработка тома ПДС ВСС для предприятия
Проект нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в водный объект (на рельеф местности) со сточными водами по выпускам разработан для автозаправочной станции (АЗС) ...

Энергетическая проблематика в человеческом обществе
Проблема энергетических ресурсов, по существу, является ключевой ресурсной проблемой для современного общества. От величины энергетических затрат зави­сит и эффективность человеческой деятел ...