Реферат Курсовая Конспект
Процесс сгорания - раздел Философия, ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕМЫ..... Сравнение альтернативных видов топлив. Обзор существующих систем питания двигателей альтернативными видами топлива Стехиометрические Количества Воздуха Для Разных Смесевых Топл...
|
Стехиометрические количества воздуха для разных смесевых топлив. Пусть дизельное топливо имеет следующий средний состав: С=0,87; Н=0,121; О=0,004; S=0,005.
Стехиометрическое число, выраженное в киломолях, (в кмоль/кг) определяется по соотношению /3/:
, (3.12)
Отсюда: =0,489 кмоль/кг
Стехиометрическое число в кг (кг воздуха на кг топлива) определяется по формуле /3/:
lo=Lo ·mв, (3.13)
где mв - молярная масса воздуха, равная 28,93 кт/кмоль.
Подставив получим: l0 = 0,4894 (кмоль/кг)·28,93 (кг/кмоль) = 14,16 кг/кг.
Если двигатель работает на топливной смеси, состоящей из 70 % водорода и 30% дизельного топлива, то теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 кмоля смесевого топлива равно:
L0CM=qвод·L0вод+qдтL0дт, (3.14)
где qвод, qдт - доли соответственно водорода и ДТ в смесевом топливе;
Loвод, Loдт - необходимые количества воздуха для сжигания 1 кмоля соответственно водорода и дизельного топлива.
Определяется (в кмоль воздуха/кмоль газа) по следующей формуле /3/:
L0вод =(l/0,2l)·(H/4), (3.15)
Подставив получим: L¢0вод = (1/0,21 )·(1/4)=1,1904 (кмоль возду./кмоль газа).
Молекулярная масса смесевого топлива определяется по формуле /3/:
mсм=(åmi)/(åmi/mi)=(mдт+mвод)/(mдт/mдт+mвод/mвод) (3.16)
Примем молекулярную массу дизельного топлива равной 239 кт/кмоль и определим молекулярные массы смесевых топлив (таблица 3.1).
Таблица 3.1 - Компоненты смесевого топлива
Топлива | Химический состав, % | Молярная масса | |||
C | H | O | S | ||
Дизельное | 12,1 | 0,4 | 0,5 | ||
Водород | - | - | - | 1,02 |
Стехиометрическое количество воздуха при сжигании 1 кг дизельного топлива определено выше и равно 0,4894 кмоль возд./(кг топл.).
Подставив получим: L0см = 0,70·1,1904 + 0,30·0,4894 = 0,9801 (кмоль возд./кг смесевого топлива).
Приняв молекулярную массу воздуха mв=28,93,
Подставив получим: l0cм=28,93·0,9801=28,35 кг возд./кг смесевого топлива.
Для смесевых топлив ДВС низшая теплота сгорания вычисляется по формуле/3/:
Нu=Нu1m1+Нu2m2+Нunmn, (3.17)
где Нu1,Нu2, Нun- низшие теплоты сгорания компонентов смесевого топлива;
ml, m2 ... mn - массовые доли компонентов в смесевом топливе.
Определим низшую теплоту сгорания смесевого топлива, состоящего из 70 % массовых дизельного топлива и 30 % массовых водорода. Элементарный состав (средний) компонентов по массе в водороде примем следующий: Н=1.
Низшая теплота сгорания смесевого топлива (в кДж/кг)определяется по формуле /3/:
Нuсм= Нuг·mг+Нuд·mд, (3.18)
где m1, и m2 - массовые доли соответственно водорода и дизельного топлива в смесевом топливе;
Нuг и Нuд - низшие теплоты сгорания соответствующих компонентов смесевого топлива;
Низшая теплота сгорания дизельного топлива равна 42,5 мДж/кт;
Низшая теплота сгорания водорода равна 8,52 мДж/кг;
Низшая теплота сгорания смеси 30% дизельного топлива и 70% водорода равна 18,7 мДЖ/кг.
Подставив получим: Нuсм = 42500·0,3+8520·0,7=18714кДж/кг.
Количество (кмоль) свежего заряда (горючей смеси) перед сгоранием.
Действительное количество воздуха (в кмоль/кг) определяется по формуле /3/:
M1=a·L0 , (3.19)
где a - коэффициент избытка воздуха;
Для дизелей с объемным смесеобразовании a=1,35…2,0;
Принимаем a=1,5.
Подставив получим: M1=1,5·0,9801=1,47 кмоль/кг.
Теплота сгорания топливо - воздушной смеси (Нгорсм) при различных значениях коэффициентов избытка воздуха a (в кДж/кмольраб.см) определяется по следующей формуле /3/:
, (3.20)
где Нucм – низшая теплота сгорания 1 кг смесевого топлива.
Подставив получим:
Температура в конце видимого процесса сгорания (в К) определяется по формуле /3/:
где x- коэффициент использования тепла;
l- степень повышения давления.
Для дизелей с полураздельными камерами сгорания величина l =1,7…2,2 /3/;
принимаем l =1,9 с учетом несовершенства конструкции двигателя;
Для дизелей x= 0,7…0,9 /3/;
принимаем x=0,8 с учетом обогащения смеси (a =1.5) и несовершенством процесса смесеобразования;
Теплоёмкость газов для чистого воздуха (в кДж/кмоль·) определяется по формуле /3/:
, (3.21)
где а=20,16; в=1,738·10-3 - постоянные коэффициенты.
Подставив получим: m·Ссn=20,16+1,738·10-3 ·868,87=21,67.
Для продуктов сгорания при a >1:
, (3.22)
,
Теплоёмкость при постоянном давлении определяется по формуле /3/:
, (3.23)
где m·R =8.314- универсальная газовая постоянная.
m·Сzр =,
m·Сzр =,
, (3.24)
,
Решая квадратное уравнение, определяем Тz:
К.
Давление газов в конце сгорания PZ, (в МПа) определяется по формуле /3/:
, (3.25)
Подставив получим: =1,6·6,12=9,76 МПа.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
ОГЛАВЛЕНИЕ... Стр ВВЕДЕНИЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Процесс сгорания
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов