TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONGGVHD:NGUYỄN VĂN TRẠNGSố liệu ban đầu Loại động cơ : Động cơ xăng. Công suất có ích Ne (kW) : 60 Tỉ số nén : 8,8 Làm mát bằng nước Số kỳ : 4 Số vòng quay, n : 2800 (vòng phút) Hệ số dư lượng không khí : 0,9 Số xy lanh i : 4
1 MƠN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:Nguyễn Văn Trạng TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nhóm 24 Số liệu ban đầu GVHD: Loại động : Động xăng NGUYỄN VĂN TRẠNG Cơng suất có ích Ne (kW) : 60 Tỉ số nén : 8,8 Làm mát nước Số kỳ : Số vòng quay, n : 2800 (vòng / phút) Hệ số dư lượng khơng khí Số xy lanh i : : 0,9 MƠN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:Nguyễn Văn Trạng NỘI DUNG A CHỌN CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN NHIỆT 1.Áp suất khơng khí nạp p0: p0 =0,1 MN/m2 hay p0 = 1bar 2.Nhiệt độ khơng khí nạp T0: tkk=290C (là nhiệt độ khơng khí trung bình nước ta) T0=29+273=302 0K 3.Áp suất khí nạp trước xuppap nạp (pk): Đối với động kì khơng tăng áp pk = p0 = 1bar 4.Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp (T0): Đối với động kì khơng tăng áp Tk = T0 = 302 0K 5.Áp suất cuối q trình nạp pa: Đối với động khơng tăng áp áp suất cuối trình nạp pa phải bé áp suất khí p0 thường xác định công thức thực nghiệm: pa= (0,8-0,95)p0 chọn pa = 0,8.p0 = 0,8.1 = 0,8 bar 6.Áp suất khí sót (pr): Áp suất khí sót áp suất khí sót lại sau thải qua xuppap xả khơng thải hết sản phẩm cháy ngồi pr = pth + pr : pth áp suất khí thải ngồi pr áp suất thất qua xuppap xả ,đường ống xả Thơng thường pr xác định theo công thức thực nghiệm, động xăng chọn pr = (1,05-1,12)po MPa chọn pr = 1,12 MPa=1,12 bar 7.Nhiệt độ khí sót Tr: MƠN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:Nguyễn Văn Trạng Đới với động xăng Tr=(900-1100)0K Chọn Tr=9400K 8.Độ tăng nhiệt độ khí nạp ( T) Khi khí nạp hút vào xy lanh qua trình di chuyển tiếp xúc với thành vách xy ống nạp,xuppap nên nhiệt độ khí nạp tăng lên giá trị T Đối với động xăng : T = (0-20) 0C Chọn T = 15 0C 9.Hệ số nạp thêm 1 : Hệ số nạp thêm biểu thị tương quan lượng tăng tương đối hỗn hợp khí cơng tác sau nạp thêm so với lượng khí cơng tác chiếm chỗ thể tích Va 1 =1,02-1,07 chọn 1 =1,02 10 Hệ số quét buồng cháy 2 : Đối với động khơng tăng áp khơng có qt buồng cháy chọn 2 =1 11 Hệ sơ dư lượng khơng khí : M1 M0 Với M0 số kmol khơng khí cần đốt cháy hết 1kg nhiên liệu M1 số kmol khơng khí thực tế vào xy lanh M1 1 M1 M0 M0 hỗn hợp nghèo nhiên liệu,nhiên liệu cháy hết -Nếu nên tiết kiệm nhiên liệu M1 1 M1 M0 M0 Nếu hỗn hợp giàu nhiên liệu,nhiên liệu cháy dội tốc độ cháy tăng ,áp suất tăng chạy nhanh không cháy hết nhiên liệu làm nhiễm mơi trường Trong tính tốn nhiệt ĐCĐT động xăng =0,85-0,95 MƠN TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:Nguyễn Văn Trạng Chọn =0,9 12 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt t : Đối với động xăng =0,9 chọn t =1,15 13 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ( Động xăng : Chọn z ): z =0,75-0,92 z =0,9 14 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ( Động xăng : Chọn b ): b =0,85-0,95 b =0,85 15 Hệ số điền đầy đồ thị công ( d ): Hệ số điền đầy đồ thị công đánh giá phần hao hụt diện tích đồ thị cơng thực tế so với đồ thị cơng tính tốn d =0,93-0,97 Chọn d =0,95 16 Tỷ số tăng áp ( p ) Là tỉ số áp suất cuối trình cháy với áp suất cuối trình nén p pz pc : pz áp suất cuối trình cháy p0 áp suất cuối trình nén động xăng: chọn p =3,5 p =3-4 (2-11) ([2],35) MƠN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:Nguyễn Văn Trạng B.TÍNH TỐN NHIỆT: Qúa trình nạp: v : Hệ số nạp m pr Tk pa v Tk T pk t pa Trong đó: =8,8; Tk =302 0K; T=150K; pa=0,8 bar; pk = bar; pr = 1,12 bar; 1 =1,02; 2 =1; t =1,15 m số nén đa biến trung bình khơng khí m=1,5 v = v =0,736 ϵ (0,70 Hệ số khí sót r – 0,75) xuppap đặt r : 2 Tk T pr Tr pa Trong : p 1 t 2 r pa 1 =1,02; 2 =1; t =1,15 pr=1,12 bar; pa=0,8 bar Tk =302 0K; T=150K; Tr =940 0K = m MƠN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Vậy = 0,063 ϵ (0,06 GVHD:Nguyễn Văn Trạng 0,1) động xăng Nhiệt độ cuối trình nạp: p Tk T t rTr a pr Ta r m 1 m = 355oK Ta = Ta = 355oK (340 400) động xăng Qúa trình nén: a Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình khí nạp mới: [kJ/kmoloK] = 19,806 + b Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản vật cháy (α = 0,9) ).10-5.Tc = (17,997 + 3,504.α) + [kJ/kmoloK] = 21,1506 + c.Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp mcv r mcv'' bv' ' mc 'v av T 1 r thay số vào ta = [kJ/kmoloK] = 19,886 + mà = av' bv' Tc MƠN TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:Nguyễn Văn Trạng => { d Chỉ số nén đa biến trung bình n1 8, 314 n1 av' ' v b Ta n1 1 1 Thay số vào phương trình = Giải phương trình ta n1 = 1,372 ε (1,34 1,4 ) Áp suất cuối trình nén: pc = pa Với pa= 0,08 bar, =8,8, n1 = 1,372 => pc = 0,08 8,81,372 = 1,58 [MN/m2] Nhiệt độ cuối trình nén: Tc Ta n1 1 Tc = 355.8,81,372 – = 797oK Qúa trình cháy: Mục đích việc tính tốn q trình cháy để xác định áp suất cuối trình cháy pz nhiệt độ cuối q trình cháy Tz Để tính tốn ta chia làm giai đoạn: a Giai đoạn tính tốn tương quan nhiệt hóa: Mục đích việc tính tốn tương quan nhiệt hóa để xác định đại lượng đặc trưng cho q trình cháy mặt nhiệt hóa để làm tiền đề cho việc tính tốn nhiệt động Lượng khơng khí cần thiết để đốt cháy hết 1kg nhiên liệu lỏng: Mo = ( + - ) (Kmol/kgnl) MƠN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:Nguyễn Văn Trạng Với C=0,855; H=0,145; O=0 M0=0,516 (Kmol/kgnl) Lượng hỗn hợp cháy M1 (xăng khí) ứng với lượng khơng khí thực tế Mt nạp vào: M1 M Trong đó: nl (Kmol/kgnl) nl trọng lượng phân tử nhiên liệu nl =110-114 (kg/kgnl) Chọn nl =112 (kg/kgnl) M 0,9.0,512 0, 473 (Kmol/kgnl) 112 Số mol cuả sản vật cháy M2: Vì =0,9