1. Calculul termic al unui motor cu aprindere prin sc Calculul termic al unui motor, cunoscut şi sub den al motorului ", se efectueaza în scopul determinări anticip motor, a indicilor energetici şi de economicitate, a presiu date ale clculului permit stabilirea dimensiunilor fundamen indicate şi efectuarea calculelor de rezistenţă a principal Această metodă se poate aplica atât in stadiul de p a prototipului. Datele iniţiale necesare pentru calculul ci proiect se estimează după rezultatele cercetărilor efectuat rezultatelor calculului cu acelor obţinute prin încercarea a parametrilor iniţiali, estimate dificilă îndeosebi când s originala. In cele ce urmează se prezintă calculul teermic al m caracteristici: Pn= 72 kw nn= 5750 rot/min i= 4 numarul de cilindrii Amplasare: V restrans 1.1 Alegerea parametrilor initiali: Temperatura initiala: T0= 293 K Presiunea initiala: p0= 0,102*10^ N/m^2 Temperatura gazelor re Tr= 900 K Coeficientul de exces λ= 1 Raportul de comprimare ε= 9 Presiunea reziduala: pr= 0,11*10^6 N/m^2 1.2 Parametrii procesului de schimbare a gazel Se alege urmatoarele marimi: Presiunea la sfarsitul 0,085*10^ N/m^2 Preincalzirea amestecu ∆T= 40 K Coeficientul de postar 1.05 Se calculeaza: pa= υp=
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1. Calculul termic al unui motor cu aprindere prin scanteie
Calculul termic al unui motor, cunoscut şi sub denumirea de " calculul ciclului de lucru al motorului ", se efectueaza în scopul determinări anticipate a parametrilo proceselor cicluluimotor, a indicilor energetici şi de economicitate, a presiunii gazelor în cilindrii motorului. Acestedate ale clculului permit stabilirea dimensiunilor fundamentale ale motorului, trasarea diagrameiindicate şi efectuarea calculelor de rezistenţă a principalelor piese ale motorului. Această metodă se poate aplica atât in stadiul de proiectare, cât şi incel de perfecţionarea prototipului. Datele iniţiale necesare pentru calculul ciclului de lucru al unui motor in stare de proiect se estimează după rezultatele cercetărilor efectuate pe motoare analoage.Coincidenţa rezultatelor calculului cu acelor obţinute prin încercarea motorului depinde de alegera corectăa parametrilor iniţiali, estimate dificilă îndeosebi când se realizează motoarele de construcţie originala.
In cele ce urmează se prezintă calculul teermic al motorului având urmatoarele caracteristici:
Pn= 72 kwnn= 5750 rot/mini= 4 numarul de cilindrii Amplasare: V restrans
1.1 Alegerea parametrilor initiali:
Temperatura initiala: T0= 293 K Presiunea initiala: p0= 0,102*10^6 N/m^2 Temperatura gazelor reziduale: Tr= 900 K Coeficientul de exces de aer: λ= 1 Raportul de comprimare: ε= 9 Presiunea reziduala: pr= 0,11*10^6 N/m^2
1.2 Parametrii procesului de schimbare a gazelor
Se alege urmatoarele marimi:
Presiunea la sfarsitul admisiei: 0,085*10^6 N/m^2 Preincalzirea amestecului: ∆T= 40 K
Coeficientul de postardere: 1.05
Se calculeaza:
coeficientul gazelor reziduale:
0.058709
pa=
υp=
γ r=T 0+ΔγT r
⋅pr
ε⋅pa⋅υp−pr=293+25
900⋅ 0 .11⋅106
(9⋅0 ,085⋅1, 05−0. 11 )⋅106=
temperatura la sfarsitul admisiei va fi:
364.4421
coeficientul de umplere:
0.967379
1.3 Parametrii procesului de comprimare
Se adopta pentru coeficientul politropic de co n1= 1.39
presiunea la sfarsitulcomprimarii:
0.085*10^6*9^1,39= 1802254
temperatura la sfarsitul comprimarii:
858.584555 K
1.4 Parametrii procesului de ardere
Se adopta urmatoarea compozitie a benzinei:c= 0.854 kgh= 0.142 kgo= 0.004 kgQi= 43500 kj/kg
Se vor mai alege urmatorii parametrii: coeficientul de utilizare a ca x= 0.9 masa molara a combustibilu Mc= 1/114 0.008772
γ r=T 0+ΔγT r
⋅pr
ε⋅pa⋅υp−pr=293+25
900⋅ 0 .11⋅106
(9⋅0 ,085⋅1, 05−0. 11 )⋅106=
T a=T0+ΔT+γr⋅T r
1+γr=293+40+0 ,0587⋅900
1+0 ,0587=
ηv=Pr⋅T 0
P0T a
⋅ εε−1
⋅υ p
1+γ r= 0 .11⋅106⋅293
0 . 085⋅364 . 442⋅106⋅9
8⋅ 1 ,05
1+0 ,0587=
pc=pa⋅εn1=
T c=T a⋅εn1−1
=364 .442⋅90. 39 =
Aerul minim necesar arderii a 1 kg de combustibil se calculeaza :
0.50496032 kmol aer/kg comb
cantitatea de aer necesar arderii:
0.5049603 kmol aer/kg comb
cantitatea de incarcatura proaspata, raportata la 1 kg combustibil:
0.51373225 kmol/kg comb
coeficientul teoretic de variatie molara a incarcaturii proaspete pentru l<1 :
0.990784
coeficientul real de variatie molara a incarcaturii praspete :
0.99129493
caldura specifica molara medie a amestecului initial :
34.939371 kj/kmol K
caldura specifica molara medie a gazelor de ardere pentru l<1 :
C'mv=20+17,4*10^-3*Tc=
Lmin=1
0 ,21⋅( c12
+h4+o
32 )= 10 ,21
⋅( 0 ,85412
+0 ,142
4+
0 ,00432 )=
L= λ⋅Lmin=1⋅0 ,504=
M 1=λ⋅Lmin+M c=1⋅0 ,504+1
114=
μ0=0,9⋅λ⋅Lmin+
h2+c
12λ⋅Lmin+M c
=0,9⋅1⋅0 ,504+
0 ,1422
+0 ,85412
1⋅0 ,504+ 1114
=
μ f=μ0+γ r1+γ r
=0. 9907+0 ,05871+0 ,0587
=
C ''mv=(18 ,4+2,6⋅λ )+ (15 ,5+13 ,8⋅λ )⋅10−4⋅T z
KjKmol⋅K
C ''mv=(18 ,4+2,6+1 )+ (15 ,5+13 ,8⋅1 )⋅10−4⋅T z=18+29 ,3⋅10−4⋅T z
caldura specifica degajata de ardera incompleta :
43500 kj/kg
temperatura la sfarsitul arderii rezulta din urmatoarea ecuatie :
Tz= 3025 K
presiunea la sfarsitul arderii :
6718061.71 N/m^2
tinand cont de rotunjirea diagramei:
5710352.45 N/m^2
coeficientul de corectie a presiunii :
0.85
gradul de crestere a presiunii:
3.7275886
1.5 Destinderea
Se adopta coeficientul politropic al destinderii: n2= 1.3
presiunea la sfarsitul destinderii:
386125.716 N/m^2
Qai=Qi-ΔQai=Qa-61000*(10-l)=43500-61000*(1-0,85)=
Φz=
C ''mv=(18 ,4+2,6+1 )+ (15 ,5+13 ,8⋅1 )⋅10−4⋅T z=18+29 ,3⋅10−4⋅T z
Politripa ac care reprezinta procesul de comprimare se traseaza prin puncte:
Politropa destinderii zb se traseaza analog:
Se adopta:
30
unghi de avans la DSE 60
raportul dintre raza manivelei si lungimea bielei 0.278
5.567 mm
463350.859
19.937 mm
235562.858
23285.000 dm3
Vb'=Va-PI()*D^2*Xev/4= 12.000 dm3
Vb=Va
unghi de avans la aprindere {20...40oRAC} as = oRAC
adse = oRAC
lb = 1/3,6=
Xs = (S/2)*{[1-cos(as)]+(lb/4)*[1-cos(2as)]} =
p''c = {1,15..1,25}*pc = 1,2*pc = [N/m2]
Xev = (S/2)*{[1-cos(aev)]+(lb/4)*(1-cos(2aev)]} =
p'a = (1/2)*(pa+pb) = [N/m2]
Vc'=p*D2*Xs/4=
V a=V h⋅ε
ε−1=0 . 4⋅
98=
V c=V a
ε=0 ,45
9=
px=pa(V a
V x)n1
px=pz (V z
V x)n2
Calculul termic al unui motor, cunoscut şi sub denumirea de " calculul ciclului de lucru al motorului ", se efectueaza în scopul determinări anticipate a parametrilo proceselor cicluluimotor, a indicilor energetici şi de economicitate, a presiunii gazelor în cilindrii motorului. Acestedate ale clculului permit stabilirea dimensiunilor fundamentale ale motorului, trasarea diagramei
Această metodă se poate aplica atât in stadiul de proiectare, cât şi incel de perfecţionarea prototipului. Datele iniţiale necesare pentru calculul ciclului de lucru al unui motor in stare de proiect se estimează după rezultatele cercetărilor efectuate pe motoare analoage.Coincidenţa rezultatelor calculului cu acelor obţinute prin încercarea motorului depinde de alegera corectăa parametrilor iniţiali, estimate dificilă îndeosebi când se realizează motoarele de construcţie
In cele ce urmează se prezintă calculul teermic al motorului având urmatoarele
102000
110000
85000
K
N/m^2
kmol aer/kg comb
cantitatea de incarcatura proaspata, raportata la 1 kg combustibil:
kmol/kg comb
coeficientul teoretic de variatie molara a incarcaturii proaspete pentru l<1 :
g/kWh
mm
Politripa ac care reprezinta procesul de comprimare se traseaza prin puncte:
0.524
1.047
Deplas.piston
Page 13
0 90 180 270 3600
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
Deplasarea pistonului
Xp m
alfa [RAC]
Xp
[m
]
Vit. pist
Page 14
0 90 180 270 360
-25-23-21-19-17-15-13-11-9-7-5-3-113579
1113151719212325
Viteza pistonului
Vp m/s
alfa [RAC]
Vp
[m
/s]
Acc.piston
Page 15
0 90 180 270 360
-20000
-15000
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
20000
Acceleratia pistonului
ap m/s^2
alfa [RAC]
ap [
m/s
^2]
0 180 360 540 720
-15000
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
alfa [grd]
Fj
[N]
Fj
Forţele de inerţie
0 180 360 540 720
-30000
-20000
-10000
0
10000
20000
30000
alfa [grd]
Fg
,F [
N]
Fg
F
Fg-forta de presiune a gazelorF-suma fortelor
0 180 360 540 720
-25000
-20000
-15000
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
20000
25000
alfa [grd]
Fn
,Fb
[N
]
Fn
Fb
Forţa F aplicată în axa bolţului se descompune în două componente, una de sprijin, normală pe axa cilindrului (Fn) şi una după axa bielei (Fb)
0 180 360 540 720
-20000
-15000
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
20000
alfa [grd]
T,Z
[N
] T
Z
În axa fusului maneton, forţa B se descompune în două componente, una radială (Z) şi una tangenţială (T)
α - unghiul de rotatie al maniveleiβ - unghiul de inclinare al axei bielei in planul ei de oscilatie, de o parte a axei cilindruluiω - viteza unghiulara de rotatie a arborelui cotit S= 66 mmS=2*R- cursa pistonuluiR- raza manivelei,distanta dintre axa arborelui cotit si axa fusului manetonL-lungimea bielei R= 33 mmlamda=R/L=>L=R/lamda= 118.8 mmlamda=1/3.6 beta max=15λ - raportul dintre raza manivelei si lungimea bielei