Общие сведения. Методические указания и задания к расчетно-графической работе

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ЦИКЛА ДВС

Методические указания и задания к расчетно-графической работе

для студентов всех специальностей.

Тверь 2009

Расчетно-графическая работа «Тепловой расчёт цикла ДВС» дополняет прикладную часть общеинженерных курсов теплотехнического и теплоэнергетического направления.

При выполнении расчетно-графической работы «Тепловой расчёт цикла ДВС» студенты знакомятся с основными процессами рабочего цикла двигателя, с элементарным расчётом процессов газообмена, когда некоторые величины принимают без расчёта по экспериментальным данным.

Оценка эффективности тепловых машин и методов её повышения способствует более глубокому пониманию и анализу современных энергосберегающих технологий.

Подготовлено на кафедре «Гидравлика, теплотехника и гидропривод» Тверского государственного технического университета.

© Тверской государственный

технический университет, 2009

Требования к выполнению расчетно-графической работы.

1. Расчетно-графическая работа выполняется на листах формата А4. Индивидуальный вариант для выполнения расчетно-графической работы задаётся преподавателем каждому студенту. Числовые значения исходных данных берутся из дополнительного файла, выдаваемого в электронном виде.

2. Выполнению курсовой работы должно предшествовать тщательное изучение соответствующих разделов курса.

3. Вычисление всех величин проводятся в развёрнутом виде с указанием всех используемых формул и единиц измерений величин, входящих в формулу.

4. Графическая часть курсовой работы должна быть выполнена на миллиметровой бумаге с дополнительным расчётом и построением промежуточных точек в каждом процессе между характерными точками цикла.

Пояснения к выполнению расчетно-графической работы.

Общие сведения.

Поршневым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называется тепловая машина, в рабочем цилиндре которой происходит сжигание топлива и преобразование теплоты в работу.

На рис.1 представлены схема и индикаторная диаграмма четырёхтактного дизельного двигателя. В этой машине топливо попадает в среду предварительно сжатого в цилиндре воздуха, нагретого в процессе сжатия до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива. Подача топлива в цилиндр дизеля, последующее распыливание и частичное распределение по объёму камеры сгорания производится топливоподающей аппаратурой: насосом и форсункой. Топливо сгорает по мере ввода его в цилиндр сначала при V=const, а затем при P = const.

Индикаторная диаграмма изображает графическую зависимость давления в цилиндре от объёма, занятого газом (иначе от положения поршня) и позволяет выполнить анализ рабочего цикла ДВС.

На диаграмме:

r→a - процесс наполнения цилиндров свежим зарядом - воздухом;

a→c - сжатие воздуха;

с→с^’→z^’→z - сгорание топлива;

z→b - расширение продуктов сгорания;

b→r - выпуск отработавших продуктов сгорания.

Основные параметры, характеризующие рабочие процессы ДВС:

· - коэффициент наполнения, представляющий собой отношение количества киломолей свежего заряда M₁, заполнившего цилиндр после завершения газообмена, к тому количеству киломолей свежего заряда М_т, которое теоретически могло бы заполнить рабочий объём цилиндра V_h.

· -коэффициент остаточных газов, представляющий собой отношение количества киломолей остаточных газов M_r к количеству киломолей свежего заряда M₁, заполнившего цилиндр после процесса впуска.

· - коэффициент избытка воздуха, численно равный отношению действительного количества воздуха V_д, подаваемого для организации процесса горения, к теоретически необходимому количеству V₀ (значение этой величины зависит от вида топлива и способа его сжигания). V_л - литраж двигателя - сумма рабочих объёмов всех цилиндров двигателя в литрах.