第二章内燃机工作过程热力计算
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泄漏损失
燃烧损失
换气损失
6135型柴油机热计算过程
• 已知条件为: • 型号: • 型式: • 缸数: • 气缸直径: • 活塞行程: • 工作容积: • 压缩比: • 燃料低热值: • 燃烧室 • 大气状态: • 额定工况转速 6135 四冲程,水冷,直列直喷式,非增压 i=6 D=135mm S=140mm VH=2L ε=16.5
(3)热量利用系数 ξz
燃烧方程:
z Hu =Uz Uc Wcz
Hu为燃料低热值,在任意时刻 放出的热量中,一部分完成机械功, 另一部分增加工质的内能。 本例ξz=0.75 热量利用系数ξz是一个 来反映实际燃烧过程中燃烧不完善、通 道节流、高温分解和传热等损失大小程度的一个重要参数, 它的数值受内燃机燃烧品质的影响。凡是能改善燃烧过程和 减少传热损失的因素和措施有利于ξz的提高。 柴油机的热量利用系数一般在0.65-0.85范围内, 汽油机热量利用系数一般在0.85-0.95范围内,
H u =44100kg/kg燃料
ω Ps=1bar Ts=288k 1500r/min
第二章 内燃机实际工作过程热力学计算
一、经验参数选择 (1)过量空气系数(额定工况) • 高速非增压柴油机的过量空气系数一般均推荐1.6-1.9 • 高速增压柴油机的过量空 气系数较非增压机柴油机大10%-30%
内燃机工作过程数值计算
第一章 概论 第二章 内燃机实际工作过程热力学计算 第三章 柴油机实际工作过程的数值计算 一. 基本微分方程 二. 气缸内实际工作过程的计算 三. 边界条件的确定 第四章 汽油机实际工作过程的数值计算 第五章 数值计算软件介绍
第一章 概论
第一节 模拟(仿真)技术 第二节 内燃机工作过程计算方法
本题选取残余废气系数0.04,残余废气温度Tr=800K
二、燃烧热化学计算 (1) 1 kg燃料燃烧所需的理论空气量 ——质量kg:
(空气中氧气质量成分约占23%)
(kg / kg燃料)
1 wC Lo’ 8 8 w wo H 0.23 3
——摩尔数 kmol:(
空气中氧气摩尔成分约占21%)
1 wC wH wO L0 ( ) 0.21 12 4 32
柴油: wC=0.87
( kmol/kg )
wO=0.004
wH=0.126
L0=0.495 kmol/kg
二、燃烧热化学计算 (2)新鲜充量M1
M1 L0
燃烧 1 kg 燃料实际供给的空气量 完全燃烧 1 kg 燃料理论上所需要的空气量
一般四冲程发动机的丰满系数在(0.92-0.97)范围内。
一、经验参数选择
(5)机械效率 • 非增压柴油机:(0.78-0.85) • 增压柴油机: (0.80-0.9wk.baidu.com) • 汽油机: (0.80-0.90)
本例ηm=0.80
第二章 内燃机实际工作过程热计算
(6)残余废气系数及排气终了残余废气温度Tr 每循环进气过程结束时,缸内残余废气量与实际进入气缸的 新鲜充量的比值(质量或体积比)。
一、经验参数选择
(4)示功图丰满系数
φi
本例 φi=0.96
在热计算时,先假设燃烧、 膨胀和排气过程由等容过程等 压过程、多边过程和等容过程 所组成的理论过程来处理。 为考虑实际循环的损失,用 棱角修圆(用小于1丰满系数 φi来修正)的简单办法来使所 得燃烧、膨胀和排气过程的PV线近似于实际循环的P-V线。
燃烧前工质质量: 柴油机:M1= α L0(空气)
汽油机:M1=αL0+1/MT(空气+燃油)
(3)1kg燃料燃烧时的燃烧产物量M2
完全燃烧产物是由CO2、H2O、剩余的O2及未参与反应的 N2组成
wC wH wO wc wH wH wO M 2 L0 ( ) L 0 12 4 32 12 2 4 32 0.8975 Kmol/Kg燃料
第一章 概论 第二章 内燃机实际工作过程热力学计算 第三章 柴油机实际工作过程的数值计算 一. 基本微分方程 二. 气缸内实际工作过程的计算 三. 边界条件的确定 第四章 汽油机实际工作过程的数值计算 第五章 数值计算软件介绍
第二章 内燃机工作过程热力学计算
是一种近似的、半经验的 估计方法,它是根据热力学 计算公式,以理论循环为基 础,对内燃机各热力参数、 性能参数进行计算.
取α =1.75
汽油机=0.90-1.0
一、经验参数选择
(2)最高燃烧爆发压力
本例子Pz=75(bar)
柴油机根据经验确定,汽油机直接从热计算中求出
Pz(bar) 直喷式非柴油机 预燃式柴油机 涡流式柴油机 增压柴油机 汽油机 60-90 45-60 50-70 120-150 30-80
一、经验参数选择
numerical modeling numerical simulation
1、内燃机工作过程热计算
2、内燃机工作过程数值计算
第三节 内燃机工作过程数值计算——数学模型分类 第四节 发动机工作过程数值模拟软件 第五节 内燃机工作过程数值模拟应用实例 第六节 课程要求
内燃机工作过程数值计算
第二章 内燃机实际工作过程热力学计算
混合加热理论循环
泄漏损失
实际循环与理论循环区别
燃烧损失
1、实际工质 2、传热损失和流动损失 3、泄漏损失 4、燃烧损失 5、换气损失
换气损失
第二章 内燃机实际工作过程热力学计算
混合加热理论循环 热计算方法:用闭口系统 来模拟不稳定的开口系统, 用定容定压加热代替实际 的燃烧过程,用多变过程 来代替实际的压缩和膨涨 过程,用定容放热代替排 气过程等;最后的结果用 一个折扣系数近似接近实 际循环。
第二章 内燃机实际工作过程热力学计算
热计算的目的: 在一台新内燃机的设计过程中,大致确定气缸内的压力和温度 变化情况,绘出示功图,可以对发动机方案设计中所确定的指 标起到一定的校核作用。 热计算的局限性: 1、是一种近似的、半经验的估算方法、其计算结果的精确性依 赖于大量经验数据的选取是否恰当。 2、一般只能进行标定工况(额定工况)的计算,其它工况不适 用,须另找实验统计资料选取或进行详细的工作过程模拟。