Математическая модель процесса тепловыделения в цикле сгорания

Математическая модель процесса тепловыделения в цикле сгорания строится на основе оптимального потребления топлива в каждом цикле подачи топлива.

Математическая модель использует следующий алгоритм расчета:

Программа расчета оптимальной подачи топлива в цилиндры инжекторного двигателя и определения теплоотдачи при сгорании топлива включает в себя несколько блоков (подпрограмм) расчета.

Данные блоки содержат:

1) подпрограмму предварительного расчета основных параметров работы двигателя;

2) подпрограмму расчета параметров впуска;

3) подпрограмму расчета параметров процесса впуска;

4) подпрограмму расчета процесса сжатия;

5) подпрограмму расчета параметров процесса сгорания;

6) подпрограмму определения основных параметров управления оптимальной подачей топлива и параметров теплоотдачи

Блок (подпрограмма) предварительного расчета основных параметров работы двигателя

1. Объявляются переменные:

Ne – мощность двигателя (в л.с. или кВт, например, 76,2)

z – коэффициент тактности (для четырехтактных двигателей z = 2)

pe – среднее эффективное давление (pe = 8,5-9,5)

D – диаметр поршня, мм (перевести в м – умножить на 10-3, например,)

S – ход поршня, мм (перевести в м – умножить на 10-3)

ψ – отношение хода поршня к диаметру цилиндра (безразмерная величина, для бензиновых двигателей – ψ = 0,70 – 1,0)

ε – степень сжатия (отношение объема цилиндра камеры сгорания в нижней мертной точке к объему в верхней мертвой точке)

α – коэффициент избытка воздуха (α = 1,0 – для стехиометрической смеси, для расчета выбираем из диапазона (α = 0,9 – 1,1) – коэффициент αk = f(nj) – закон изменения определяем сами)

i – количество цилиндров (для нашего расчета принимаем четырехцилиндровый двигатель, т.е. i = 4)

j – количество итераций (циклов) при расчете числа оборотов двигателя с шагом 200 мин-1 (от 400 до 6000 мин-1)

k – количество итераций (циклов) при расчете коэффициента α

nj – число оборотов коленчатого вала для j-ой итерации(мин-1)

Vh – рабочий объем двигателя (в л или м3)

Vц – рабочий объем одного цилиндра (в л или м3)

L0 – теоретически необходимое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива

М1 – массовое количество горючей смеси, кг

М2 – общее количество продуктов сгорания

2. Присваиваем переменным значения (ввод исходных данных для расчетов по формулам)

Ne = 150 л.с.

i = 4

D = 100 мм

ψ = 0,95

ε = 9,1

nj = 400 мин-1 (+ 100 для каждого следующего j)

pe = 9

αк = 0,9

3. Даем количество итераций (циклов расчета)

j = j +100

k = k + 0,1

4. Производим расчеты по формулам

- определяем Vh =

- определяем Vц = Vh/i

- определяем S = ψD

4. Тепловой расчет

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива

где mв = 28,96 кг/моль – молекулярная масса воздуха при нормальных атмосферных условиях.

Количество горючей смеси

Количество отдельных компонентов продуктов

Общее количество продуктов сгорания:

М2 = МСО+ = 0,0072 + 0,064 + 0,0036 + 0,0689 + 0,389 = 0,533 кмоль пр.сг/кг топлива

Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси

m0 = М2/М1 = 0,533/0,499 = 1,07

5. Вывод полученных результатов на экран или в таблицу

- рабочий объем двигателя Vh

- рабочий объем цилиндра Vц

- ход поршня S

Блок (подпрограмма) расчета параметров процесса впуска

1. Объявляются переменные

ΔТ сз – температура подогрева свежего заряда, К

ρ0 - плотность заряда на впуске, кг/м3

р0, Т0 - параметры окружающей среды (давление и температура)

Δpa – потери давления на впуске

(b2 + zвп) - коэффициент сопротивления при впуске

Материалы о транспорте:

Линейная цепь увязки проходных светофоров
Линейная цепь Л, ОЛ ‑ увязки сигнальных установок предназначена для передачи информации к предыдущему светофору о поездной ситуации; по этой же цепи организуется передача на впередистоящую сигн ...

Разработка конструкции виброплит
Конструкция виброплит должна обеспечивать неизменность параметров виброподбивки шпал и возможность их регулирования в процессе эксплуатации с учётом износа отдельных элементов плит. В процессе работы ...

Требование техники безопасности к инструменту, приспособлениям и основному технологическому оборудованию
Для обеспечения безопасности труда необходимо обеспечить безопасность производственного оборудования и технологических процессов. Для этого имеющийся инструмент, технологическое оборудование должны с ...