Mô hình nhiệt động

v. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

2.4.3 Mô hình nhiệt động

Thể tích xilanh được giả thiết chia thành 4 vùng như đã nói ở trên gồm vùng cháy và chưa cháy của nhiên liệu diesel với một phần LPG trong tia phun và vùng cháy và chưa cháy của hỗn hợp đồng nhất của LPG-không khí. Khối lượng mỗi vùng được xác định bởi tính toán quá trình phun nhiên liệu và quá trình hòa trộn giữa nhiên liệu diesel và hỗn hợp LPG-không khí. Tổng khối lượng của môi chất trong xilanh là tổng khối lượng của các vùng cháy và chưa cháy. Sự thay đổi khối lượng của mỗi vùng dmi bằng tổng khối lượng nhận vào và mất đi của nó:

∑

(2.37)

Trong đó, dmij là khối lượng chuyển từ vùng i sang vùng j.

Thể tích môi chất V trong xilanh bằng tổng thể tích của các vùng V_i:

V = ∑ 𝑉 (2.38)

Giả thiết môi chất là khí lý tưởng tuân theo phương trình trạng thái PV_i = m_iR_iT_i, thì ta có:

𝑑𝑉 ∑ 𝑉 ( )

𝑉 ∑ 𝑉 ( ) ∑ 𝑉 ( ) (2.39)

Áp dụng định luật thứ nhất nhiệt động học cho các vùng chưa cháy, ta có:

𝑑𝑄 𝑑𝑊 𝑑𝑈 𝑑 (2.40)

Trong đó, dQui là nhiệt trao đổi của vùng chưa cháy i do truyền nhiệt cho thành xilanh ; dW_ui là công của môi chất vùng i, h_uidm_ui là năng lượng mất đi của khối lượng môi chất dmui của vùng chưa cháy i sang vùng cháy; dUi là lượng thay đổi nội năng của vùng chưa cháy i.

𝑑𝑈 𝑑 𝑑

Áp dụng định luật thứ nhất nhiệt động học cho các vùng cháy, ta có:

𝑑𝑄 𝑑 𝑑 𝑑𝑊 𝑑𝑈 (2.41)

Trong đó, dQui là nhiệt trao đổi của vùng cháy i do truyền nhiệt cho thành xilanh, hfpdmfp là nhiệt giải phóng do nhiên liệu cháy; huidmui là enthalpy của môi chất từ vùng chưa cháy chuyển sang.

Từ các phương trình trên, với lưu ý là nội năng của môi chất ở mỗi vùng được tính bằng tổng nội năng của các khí thành phần của hỗn hợp ở vùng đó được xác định từ việc tính toán phản ứng hóa học cân bằng đã nói ở phần trước, ta xác định được các phương trình vi phân biểu diễn áp suất khí thể dP/dt, nhiệt độ các vùng hỗn hợp chưa cháy dTui/dt và nhiệt độ các vùng hỗn hợp đã cháy dTbi/dt.

(

𝑉 𝑇 ∑

-53- ⌈ 𝑇 𝑉 𝑇 ∑