Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Bài tập lớn NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Trang 1TÍNH TOÁN CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ
1.1.Thông số cho trước của động cơ :
Tín thông số Ký hiệu Thứ nguyín Giâ trị
Kiểu xupâp
Suất tiíu hao nhiín liệu ge g/kw.h
1.2.Thông số chọn của động cơ :
Tín thông số Ký hiệu Thứ nguyín Giâ trị
1.3.Tính toán các thông số của chu trình:
1.3.1.Tính quá trình nạp :
Trang 21.Tính hệ số khí sót r :
m
a
r t
a r r
k r
p p p
p T
T T
1
2 1
2
.
1
) (
085 , 0
111 , 0 1 11 , 1 02 , 1 17
1
085 , 0
111 , 0 710
) 25 298 (
1
25 , 1
1
Hệ số khí sót của động cơ Diesel không tăng áp nằm trong
khoảng: 0.03 ÷ 0.06 (theo dòng 7 từ dưới lên trên trang 101 GT
Nguyên Lí Động Cơ Đốt Trong)
2.Tính hệ số nạp :
m 1
a
r 2 t 1 k a k
k v
p
p P
P ) T T (
T ) 1 ( 1
085 , 0 111 , 0 1 11 , 1 02 , 1 17 097 , 0 085 , 0 ) 25 298 (
298
1) -(17
1
Theo bảng hướng dẫn ta có hệ số nạp từ: 0,75 ÷ 0,95
3.Tính nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta (K) :
) 1 (
p
p T T
T T
r
m 1 m
r
a r r t k
a
338,215886 )
0372098 ,
0 1 (
111 , 0
085 , 0 710 0372098 ,
0 11 , 1 25
298 1,25
1 25 , 1
(K)
Theo bảng hướng dẫn ta có nhiệt độ cuối quá trình nạp từ:
310 ÷ 340 (K)
4.Tính sô úmol không khí để đốt cháy một kg nhiên liệu M0
(kmolKK/kgnl) :
Theo bảng hướng dẫn ta chọn:
C: 0,87 H: 0,126 O: 0,004
Khối lượng phân tử: 180 ÷ 200 (kg/kmol)
Nhiệt trị thấp QH : 42530 (kj/kg)
495 , 0 32
004 , 0 4
126 , 0 12
87 , 0 21 , 0
1 32
4 12 21 , 0
1
C H O nl
5.Tính số mol khí nạp mới M1 :
0
M (động cơ Diesel, động cơ phun xăng)
M1 = 1 , 54 0 , 495 0 , 762 (kmolKK/kgnl)
1.3.2.Tính quá trình nén:
6.Tỷ nhiệt của không khí m C vkk(kJ/kmol.K) (T=25+273=298 K)
430 , 20 298 2
00419 , 0 806 , 19 2
00419 , 0 806 , 19
C
v vkk
(kJ/kmol.K)
7.Tỷ nhiệt mol của sản phẩm cháy //
v C
m (kJ/kmol.K) :
Trang 3- Vì 1 , 54 1 nên ta tính theo cách sau :
9 3 , 20 54
, 1 634 ,
1 867
, 19
6 34 ,
1 867
, 19
a
00547 ,
0 10
54
, 1
36 ,
184 38
, 427 10
36 ,
184 38
, 427
v
b
745 , 21 298 2
00547 , 0 93 , 20
a b T C
v v
8.Tỷ nhiệt của hỗn hợp cháy /
v
C
m (kJ/kmol.K) :
r
v r vkk vi
i v
C m C
m C m r C
m
//
/
Có thể viết dưới dạng:
477 , 20 298 2
004236 ,
0 8463 , 19 2
/ / /
a b T C
v
Trong đó :
8463 , 19 0372
, 0 1
93 , 20 0372 , 0 806 , 19 1
//
/
r
v r v v
a a
a
004236 ,
0 0372
, 0 1
00547 , 0 0372 , 0 00419 , 0 1
//
/
r
v r v v
b b
b
9.Tính chỉ số nén đa biến trung bình n1 :
Chọn trước n1, thế vào phương trình sau, giải bằng phương pháp
mò nghiệm
Chọn n1= 1,3675 vì với động cơ Diesel buồng cháy thống nhất ta
chọn khoảng giá trị của n1 sẽ là từ 1,34 ÷ 1,42
368 , 1 ) 1 17
.(
338.215886
2
004236 ,
0 8463 , 19
314 , 8 1
) 1 (
2
314 , 8 1
1 3675 , 1 1
/ / 1
1
n a
v
v b T a
n
khi sai số hai vế nhỏ hơn 0,001 thì lấy giá trị đã chọn
- Sai số : 1,368 - 1,3675 = 0,0005 < 0,001 (thỏa mãn điều kiện đã
chọn)
10.Tính nhiệt độ cuối kỳ nén Tc (K):
Tc = Ta n1 1
- Thỏa mãn theo bảng hướng dẫn giá trị Tc = 700 ÷ 1050 đối với
động cơ Diesel buồng cháy thống nhất
11.Tính áp suất cuối kỳ nén pc (MN/m2) :
pc= pa n 1
= 0,085.171,3675 =4,093 (MN/m2)
- Thỏa mãn giá trị của bảng hướng dẫn là pc = 3.5 ÷ 6.0
1.3.3.Tính quá trình cháy
12.Tính M :
- Thành phần trong 1 kg nhiên liệu : O =0,004 kg và H = 0,126 kg
32
004 , 0 4
126 , 0 32
O H
13.Tính số mol sản phẩm cháy M2 (kmol/kgnl):
M2 = M1 + M= 0,762 + 0,032 = 0,794 (kmol/kgnl) 14.Hệ số đổi phân tử lý thuyết
Trang 40 = 1 , 042
762 , 0
794 , 0 1
2
M M
15.Hệ số biến đổi phân tử thực tế :
04 , 1 0372 , 0 1
0372 , 0 04 , 1 1
0
r
r
16.Hệ số biến đổi phân tử tại z :
573 0 , 1 85 , 0
75 , 0 0372 , 0 1
1 042 , 1 1 1
1
b
z r z
17.Tính hệ số toả nhiệt xz tại z:
882 , 0 85 , 0
75 , 0
b
z z
x
18.Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn :
Vì = 1,54>1, động cơ Diesel có >1 thì có QH = 0
19.Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình môi chất tại z :
7568 , 28 2
7 , 2001 0053 , 0 83 , 20 2
.
//
//
//
vz vz z
vz
T b a C
m
00533 , 0 882
, 0 1 762 , 0 042 , 1
0372 , 0 9574 , 0 5073 , 0
882 , 0 1 762 , 0 004236 ,
0 042 , 1
0372 , 0 882 , 0 794 , 0 00547
,
0
) 1 (
) 1 (
.
81 , 20 882
, 0 1 762 , 0 042 , 1
0372 , 0 882 , 0 794 , 0
882 , 0 1 762 , 0 8463 , 19 042
, 1
0372 , 0 882 , 0 794 , 0
93
,
20
) 1 (
) 1 (
.
1 0
2
1 /
0 2
//
//
1 0
2
1 /
0 2
//
//
z
r z
z v
r z v
vz
z
r z
z v
r z v
vz
x M
x M
x M b x
M b
b
x M x
M
x M a x
M a
a
20.Nhiệt độ cực đại của chu trình Tz (K):
-75220,932 04
, 958 ).
5 , 1 314 , 8 04 , 958 004236 ,
0 8463 , 19 ( ) 0372 , 0 1 ( 762 ,
0
) 0 42530 ( 75 , 0
).
314 , 8 (
) 1 (
) (
14 , 30 ) 314 , 8 81 , 20 (
035 , 1 ) 314 , 8 (
00276 , 0 2
00533 , 0 035 , 1 2
' ' 1
//
c c
v v r
H H
z
vc z
vz z
T T
b a M
Q Q
C
a B
b A
Ta có phương trình bậc hai :AT 2 BTz C 0
z
Trang 5 0 , 00276 2 31 , 14 75220 , 932 0
Tz1= 2093,3128
Tz2= -13009,91 Chọn Tz= 2093,3128 (K)
21.Aïp suất cực đại chu trình pz
pz= pc. = 4,093.1,5 =6,1395 (MN/m2)
- Thỏa mãn giá trị của bảng hướng dẫn pz= 4,8 ÷ 9,6
1.3.4.Tính quá trình giản nở:
22.Tỷ số giản nở sớm :
5078 , 1 04
, 958 5 , 1
3128 , 2093 035 , 1
.
c
z z
T
T
23.Tỷ số giản nở sau:
275 , 11 5078 , 1
17
24.Kiểm nghiệm lại trị số n2:
- Giá trị n2 trong khoảng1,15÷1,28 Chọn trước n2 = 1,237 theo công
thức:
) T T (
2
b a ) T T (
)
1 ( M
) Q Q
).(
(
314 , 8 1
n
b z
//
z //
vz b z r 1
H H
z b 2
2347 , 0 ) 98 , 1178 3128
, 2093 ( 2
00533 , 0 81 , 20 ) 98 , 1178 2093,3128
.(
04 , 1 ).
0372 , 0 1 (
762 , 0
) 0 42530 ).(
75 , 0 85 , 0 (
314 , 8
Trong đó : 1 1,237 1
275 , 11
3128 , 2093
2
n z
b
T T
25.Nhiệt độ cuối quá trình giản nở Tb (K) :
1 237 , 1
1 11,275
3128 , 2093
2
n z
b
T T
26.Aïp suất cuối quá trình giản nở pb (MN/m2):
30666 , 0 275
, 11
1395 , 6
237 , 1
n z
b
p p
- Theo bảng hướng dẫn giá trị pb có giá trị : 0,2 ÷ 0,6
27.Kiểm lại nhiệt độ khí sót :
746,173 30666
, 0
111 , 0 98 ,
1178 1,25
1 25 , 1 1
m m
b
r b
p T T
173 , 746
710 173 , 746
% 100
r
rcho rtính
T
T T
ĐẠT 1.5.6.Các thông số chỉ thị :
28.áp suất chỉ thi trung bình lý thuyết (MN/m2):
trong trường hợp động cơ diesel :
1
1
1 1 1
1 1
1 1
1
i
n n
p p
Trang 6= )] 0,811 ( / )
17
1 1
( 1 3675 , 1
1 )
17
1 1
.(
1 237 , 1
5 , 1 [ 1 17
093 ,
1 3675 , 1 1
237 ,
29.Aïp suất chỉ thi trung bình (MN/m2):
pi = / 0 , 811 0 , 96
a i
- Theo bản hướng dẫn pi=0,64÷0,96 (MN/m2)
30.Hiệu suất chỉ thị động cơ i :
0.4357 097
, 0 817579 ,
0 42530
298 77856 , 0 762 , 0 314 , 8
.
314 ,
k v H
k i i
p Q
T p M
- Theo bảng hướng dẫn i=0,43÷0,56
31.suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi (g/kw.h):
194.26 4357
, 0 42530
3600000
3600000
i H i
Q
g
- Theo bảng hướng dẫn thì gi = 150÷200 (g/kw.h)
1.3.6.Các thông số có ích :
32.Tổn thất cơ giới pm (MN/m2) :
- Vì là động cơ Diesel buồng cháy thống nhát nên:
Theo công thức kinh nghiệm :
Pm = a + b.Cm + pr -pa a = 0,03
b = 0,012
Pm = 0,03+0,012.10,2 + 0,111 -0,085 = 0,1104 Trong đó : Cm = 10 , 2 ( / )
30 1000
2530 121 30
.
s m n
S
33.Áp suất trung bình (MN/m2) :
pe = pi - pm = 0,77856 - 0,1104= 0,66816 (MN/m2) 34.Hiệu suất cơ giới (%) :
77856 , 0
66816 , 0
i
e
m p
p
- Theo bảng hướng dẫn m=0,7÷0,9
35.Suất tiêu hao nhiên liệu có ích (g/kw.h):
4 , 226 858
, 0
26 , 194 1
m e
g g
36.Hiệu suất có ích (%) :
e = m.I = 0,858.0,4357 = 0,37387 37.Thể tích công tác của đông cơ (dm3) :
3665 , 1 2530 8 66816 , 0
4 30 154
30
n i p
N V
e
e h
(dm3) 38.Kiểm nghiệm đường kính xilanh (dm):
) ( 1994 , 1 21 , 1 14 , 3
3665 , 1 4
4
m S
V
1 , 0 06 , 0 120 94 ,
119
1.4 Vẽ đồ thị công:
Các điểm đặc biệt:
- r (Vc ;Pr) = (0,085407;0,111)
Với i=8>6
Trang 7- a (Va ;Pa) = (1,452;0,085)
- r (Va ;Pb) = (1,452;0,30676)
- r (Vc ;Pc) = (0,085407;4,093)
- r (Vc ;Pz) = (0,085407;6,13973)
- r (Vz ;Pz) = (0,1288; 6,13973)
Báng xác định đường nén và đường giản nở:
Pc= 4.093 Vh= 1.36650425
Tỉ số
Pz= 6.139727338 Va= 1.4519108 Tsố GNsớm 1.508108455
Pa= 0.085 Vc= 0.08540 7 n1= 1.3675
Pb= 0.306764333 Vz= 0.1288023 n2= 1.237
Pr= 0.111
Trang 8Vx i Đường nén Đường giản nở
in1 1/in1 Pc/in1 in2 1/in2 Pz*n2/in2
Trang 9p0
Va
Vh
Vc
r c'
c'' c
z''
y z
b b'' a 1
2 3 4 5 6 7
Đồ thị công động cơ Diesel