Đ I H C SPKT VINH Đ ÁN Đ NG C Đ T TRONGẠ Ọ Ồ Ộ Ơ Ố
PH N I :TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC Ầ
TRONG Đ NG C Đ T TRONGỘ Ơ Ố
I ) Trình t tính toánự :
1.1 )S li u ban đ uố ệ ầ :
1- Công su t c a đ ng c Nấ ủ ộ ơ e Ne =125 (mã l c) =91,94 (Kw)ự
2- S vòng quay c a tr c khu u n n =2500 (vg/ph)ố ủ ụ ỷ
3- Đ ng kính xi lanh D D =120 (mm)ườ
4- Hành trình piton S S =145 (mm)
5- Dung tích công tác Vh
Vh = = 1,63 (l)
6- S xi lanh i i = 4ố
7- T s nén ε ε =18,7ỷ ố
8- Th t làm vi c c a xi lanh (1-2-4-3)ứ ự ệ ủ
9- Su t tiêu hao nhiên li u gấ ệ e
e
g
=188 (g/ml.h)
10- Góc m s m và đóng mu n c a xupáp n p αở ớ ộ ủ ạ 1 ; α2 α1 =8 (đ ) αộ2 =38 (đ )ộ
11- Góc m s m và đóng mu n c a xupáp th i ở ớ ộ ủ ả
1 2
,
β β
1
β
=44 (đ ) ộ
2
β
=8 (đ )ộ
12- Chi u dài thanh truy n lề ề tt ltt =280 (mm)
13- Kh i l ng nhóm pitton mố ượ pt mpt =3,5 (kg)
14- Kh i l ng nhóm thanh truy n mố ượ ề tt mtt =4 (kg)
1.2 )Các thông s c n ch nố ầ ọ :
1 )Áp su t môi tr ng :pấ ườ k
Áp su t môi tr ng pấ ườ k là áp su t khí quy n tr c khi n p vào đông c (v i đôngấ ể ướ ạ ơ ớ
c không tăng áp ta có áp su t khí quy n b ng áp su t tr c khi n p nên ta ch n pơ ấ ể ằ ấ ướ ạ ọ k
=po
n c ta nên ch n pỞ ướ ọ k =po = 0,1 (MPa)
2 )Nhi t đ môi tr ng :Tệ ộ ườ k
Nhi t đ môi tr ng đ c ch n l a theo nhi t đ bình quân c a c năm ệ ộ ườ ượ ọ ự ệ ộ ủ ả
Vì đây là đ ng c không tăng áp nên ta có nhi t đ môi tr ng b ng nhi t độ ơ ệ ộ ườ ằ ệ ộ
tr c xupáp n p nên :ướ ạ
Tk =T0 =24ºC =297ºK
3 )Áp su t cu i quá trình n p :pấ ố ạ a
Áp su t Pấa ph thu c vào r t nhi u thông s nh ch ng lo i đông c ,tính năngụ ộ ấ ề ố ư ủ ạ ơ
t c đ n ,h s c n trên đ ng n p ,ti t di n l u thông… Vì v y c n xem xét đôngố ộ ệ ố ả ườ ạ ế ệ ư ậ ầ
c đang tính thu c nhóm nào đ l a ch n Pơ ộ ể ự ọ a
Áp su t cu i quá trình n p ta l y pấ ố ạ ấ a =0,9.pk =0,9.0,1 = 0,09 (MPa)
4 )Áp su t khí th i P :ấ ả
Áp su t khí th i cũng ph thu c gi ng nh p ấ ả ụ ộ ố ư
Áp su t khí th i có th ch n trong ph m vi :ấ ả ể ọ ạ
p= 1,05.0,1 =0,105 (MPa)
L p ĐH cn ôtô b- k2 Sinh viên : Phan Huy Nghĩaớ1
Đ I H C SPKT VINH Đ ÁN Đ NG C Đ T TRONGẠ Ọ Ồ Ộ Ơ Ố
5 )M c đ s y nóng c a môi ch t ∆T ứ ộ ấ ủ ấ
M c đ s y nóng c a môi ch t ∆T ch y u ph thu c vào quá trình hình thànhứ ộ ấ ủ ấ ủ ế ụ ộ
hh khí bên ngoài hay bên trong xy lanhở
Vì đây là đ/c điezel nên ch n ∆T=23ºCọ
6 )Nhi t đ khí sót (khí th i) T ệ ộ ả
Nhi t đ khí sót T ph thu c vào ch ng lo i đông c .N u quá trình gi n nệ ộ ụ ộ ủ ạ ơ ế ả ở
càng tri t đ ,Nhi t đ T càng th pệ ể ệ ộ ấ
Thông th ng ta có th ch n : T =800 ºKườ ể ọ
7 )H s hi u đ nh t nhiêt λ :ệ ố ệ ị ỉ
H s hi u đ nh t nhi t λ đ c ch n theo h s d l ng không khí α đ hi uệ ố ệ ị ỷ ệ ượ ọ ệ ố ư ượ ể ệ
đ nh .Thông th ng có th ch n λ theo b ng sau :ị ườ ể ọ ả
α 0,8 1,0 1,2 1,4
λ 1,13 1,17 1,14 1,11
đây ta ch n Ở ọ λ =1,17
8 )H s quét bu ng cháy ệ ố ồ λ :
Vì đây là đ ng c không tăng áp nên ta ch n ộ ơ ọ λ =1
9 )H s n p thêm ệ ố ạ λ
H s n p tệ ố ạ hêm λ ph thu c ch y u vào pha ph i khí .Thông th ng ta có thụ ộ ủ ế ố ườ ể
ch n ọλ =1,02÷1,07 ; ta ch n ọλ =1,07
10 )H s l i d ng nhi t t i đi m z ệ ố ợ ụ ệ ạ ể ξ :
H s l i d ng nhi t t i đi m z ệ ố ợ ụ ệ ạ ể ξ ph thu c vào chu trình công tác c a đ ng cụ ộ ủ ọ ơ
V i đây là đ/c điezen nên ta ch n ớ ọ ξ=0,76
11 )H s l i d ng nhi t t i đi m b ệ ố ợ ụ ệ ạ ể ξ :
H s l i d ng nhi t t i đi m b ệ ố ợ ụ ệ ạ ể ξ tùy thu c vào lo i đ ng c xăng hay là đ ngộ ạ ộ ơ ộ
c điezel .ơξ bao gi cũng l n h n ờ ớ ơ ξ
Do đây là đ/c điezel ta ch n ọξ=0,846
12 )H s hi u ch nh đ th công ệ ố ệ ỉ ồ ị φ :
Th hi n s sai l ch khi tính toán lý thuy t chu trình công tác c a đ ng c v iể ệ ự ệ ế ủ ộ ơ ớ
chu trình công tác th c t .S sai l ch gi a chu trình th c t v i chu trình tính toánự ế ự ệ ử ự ế ớ
c a đ ng c xăng ít h n c a đ ng c điezel vì v y h s φ c a đ/c xăng th ng ch nủ ộ ơ ơ ủ ộ ơ ậ ệ ố ủ ườ ọ
h s l n.Nh ng đây là đ/c điezel nên ta ch n φ =0,97ệ ố ớ ư ọ
II )Tính toán các quá trình công tác :
2.1 .Tính toán quá trình n p :ạ
1 )H s khí sót γ :ệ ố
H s khí sót γ đ c tính theo công th c :ệ ố ượ ứ
γ= . .
Trong đó m là ch s giãn n đa bi n trung bình c a khí sót m =1,45÷1,5ỉ ố ở ế ủ
Ch n m =1,5ọ
γ
r
= . . = 0,0249
L p ĐH cn ôtô b- k2 Sinh viên : Phan Huy Nghĩaớ2
Đ I H C SPKT VINH Đ ÁN Đ NG C Đ T TRONGẠ Ọ Ồ Ộ Ơ Ố
2 )Nhi t đ cu i quá trình n p T ệ ộ ố ạ
Nhi t đ cu i quá trình n p T đ c tính theo công th c:ệ ộ ố ạ ươ ứ
T= ºK
T= =333,9 ºK
3 )H s n p ệ ố ạ η :
η = . . .
η= . . . = 0.8830
4 )L ng khí n p m i M :ượ ạ ớ
L ng khí n p m i M đ c xác đ nh theo công th c sau :ượ ạ ớ ượ ị ứ
M = (kmol/kg) nhiên li uệ
Trong đó :
p = = =0,67 (MPa)
V y :ậ M = = 0,7424 (kmol/kg) nhiên li uệ
5 )L ng không khí lý thuy t c n đ đ t cháy 1kg nhiên li u M :ượ ế ầ ể ố ệ
L ng kk lý thuy t c n đ đ t cháy 1kg nhiên li u M đ c tính theo công th c :ượ ế ầ ể ố ệ ượ ứ
M = . (kmol/kg) nhiên li uệ
Vì đây là đ/c điezel nên ta ch n C=0,87 ; H=0,126 ;O=0,004ọ
M = . ( + - ) =0,4946 (kmol/kg) nhiên li uệ
6 )H s d l ng không khí αệ ố ư ượ
Vì đây là đ ng c điezel nên :ộ ơ
α = = = 1,50
2.2 )Tính toán quá trình nén :
1 )T nhi t mol đ ng tích trung bình c a không khí :ỉ ệ ẳ ủ
= 19,806+0,00209.T (kJ/kmol.đ )ộ
2 )T nhi t mol đ ng tích trung bình c a s n ph m cháy :ỉ ệ ẳ ủ ả ạ
Khi h s l u l ng không khí α >1 tính theo công th c sau :ệ ố ư ượ ứ
= + . .10 T (kJ/kmol.đ )ộ
3 )T nhi t mol đ ng tích trung bình c a h n h p :ỉ ệ ẳ ủ ỗ ợ
T nhi t mol đ ng tích trung bình c a hh trong quá trình nén tính theo công ỉ ệ ẳ ủ
th c sau :ứ
=
= + T
L p ĐH cn ôtô b- k2 Sinh viên : Phan Huy Nghĩaớ3
Đ I H C SPKT VINH Đ ÁN Đ NG C Đ T TRONGẠ Ọ Ồ Ộ Ơ Ố
Trong đó :
a' =
b' =
Thay s vào ta có :ố
a' = 19,806 ; b' = 0,00209
4 ) Ch s nén đa bi n trung bình n:ỉ ố ế
Ch s nén đa bi n trung bình ph thu c vào thong s k t c u và thong s v nỉ ố ế ụ ộ ố ế ấ ố ậ
hành nh kích th c xy lanh ,lo i bu ng cháy,s vòng quay ,ph t i,tr ng thái nhi tư ướ ạ ồ ố ụ ả ạ ệ
đ c a đ ng c …Tuy nhiên n tăng hay gi m theo quy lu t sau :ộ ủ ộ ơ ả ậ
T t c nh ng nhân t làm cho môi ch t m t nhi t s khi n cho n tăng.Ch s nénấ ả ữ ố ấ ấ ệ ẽ ế ỉ ố
đa bi n trung bình n đ c xác b ng cách gi i ph ng trình sau :ế ượ ằ ả ươ
n-1 =
Chú ý :thông th ng đ xác đ nh đ c n ta ch n n trong kho ng 1,340÷1,390 ườ ể ị ượ ọ ả
R t hi m tr ng h p đ t n trong kho ng 1,400 ÷ 1,410ấ ế ườ ợ ạ ả
→ (theo sách Nguyên Lý Đ ng C Đ t Trong - trang 128 )ộ ơ ố
Vì v y ta ch n n theo đi u ki n bài toán cho đ n khi nao thõa mãn đi u ki n bàiậ ọ ề ệ ế ề ệ
toán :thay n vào VT và VP c a ph ng trình trên và so sánh,n u sai s gi a 2 v c aủ ươ ế ố ữ ế ủ
ph ng trình thõa mãn <0,2% thì đ t yêu c u.ươ ạ ầ
n-1 = =
Sau khi ch n các giá tr c a n ta th y n =1,3678 thõa mãn đi u ki n bài toánọ ị ủ ấ ề ệ
5 )Áp su t cu i quá trình nén P :ấ ố
Áp su t cu i quá trình nén P đ c xác đ nh theo công th c :ấ ố ượ ị ứ
P = P. ε = 0,09. 18,7 = 4,9416 (MPa)
6 )Nhi t đ cu i quá trình nén T ệ ộ ố
Nhi t đ cu i quá trình nén T đ c xác đ nh theo công th c ệ ộ ố ượ ị ứ
T = T. ε = 333,9. 18,7 = 980,3 ( ºK )
7 )L ng môi ch t công tác c a quá trình nén M :ượ ấ ủ
L ng môi ch t công tác c a quá trình nén M đ c xác đ nh theo công th c :ượ ấ ủ ượ ị ứ
M = M+ M = M.
(1 )
r
γ
+
= 0,7424.
(1 0,0249)+
= 0,761
2.3 )Tính toán quá trình cháy :
1 )H s thay đ i phân t lí thuy t β :ệ ố ổ ử ế
Ta có h s thay đ i ph n t lý thuy t β đ c xác đ nh theo công th c :ệ ố ổ ầ ử ế ượ ị ứ
β = = = 1+
Trong đó đ tăng mol ΔM c a các lo i đ ng c đ c xác đ nh theo công th cộ ủ ạ ộ ơ ượ ị ứ
sau:
ΔM = 0,21.(1-α)M + ( +
−
)
Đ i v i đ ng c điezel : ΔM = ( + ) ố ớ ộ ơ
Do đó
L p ĐH cn ôtô b- k2 Sinh viên : Phan Huy Nghĩaớ4
Đ I H C SPKT VINH Đ ÁN Đ NG C Đ T TRONGẠ Ọ Ồ Ộ Ơ Ố
β = 1 + = 1 + = 1,0426
2 )H s thay đ i phân t th c t β: ( Do có khí sót )ệ ố ổ ư ư ế
Ta có h s thay đ i phân t th c t β đ c xác đinh theo công th c :ệ ố ổ ử ự ế ượ ứ
β = = =1,0416
3 )H s thay đ i phân t th c t t i đi m z βệ ố ổ ử ự ế ạ ể : (Do cháy ch a h t )ư ế
Ta có h s thay đ i phân t th c t t i đi m z β đ c xác đ nh theo công th c :ệ ố ổ ư ự ế ạ ể ượ ị ứ
β = 1 + . χ
Trong đó
χ = = = 0,8983
4 )L ng s n v t cháy M :ượ ả ậ
Ta có l ng s n v t cháy M đ c xác đ nh theo công th c :ượ ả ậ ươ ị ứ
M= M +ΔM = β. M = 1,0426.0,7424 =0,7740
5 )Nhi t đ t i đi m z T :ệ ộ ạ ể
* Đ i v i đ ng c điezel,tính nhi t đ T b ng cách gi i pt cháy :ố ớ ộ ơ ệ ộ ằ ả
+ .T = β. . T
Trong đó :
Q : là nhi t tr c a d u điezel ,Q =42,5. 10 ( kJ/kgn.l ) ệ ị ủ ầ
:là t nhi t mol đ ng áp trung bình c a s n v t cháy t i z là :ỉ ệ ẳ ủ ả ậ ạ
=8,314+
:là t nhi t mol đ ng tích trung bình c a s n v t cháy t i z đ cỉ ệ ẳ ủ ả ậ ạ ượ
tính theo ct :
= = a'' + b'' . T
Ch nh lý l i ta có : ỉ ạ
= a'' + b'' .T
6 )Áp su t t i đi m z p :ấ ạ ể
Ta có áp su t t i đi m z p đ c xác đ nh theo công th c :ấ ạ ể ượ ị ứ
p =λ. P ( MPa )
V i λ là h s tăng áp ớ ệ ố
λ= β.
CHÚ Ý : -Đ i v i đ ng c điezel h s tăng áp λ đ c ch n s b ph n thôngố ớ ộ ơ ệ ố ượ ọ ơ ộ ở ầ
s ố
ch n. Sau khi tính toán thì h s giãn n ρ ( quá trình giãn n ) ph iọ ệ ố ở ở ở ả
đ m ả
b o ρ<λ,n u không thì ph i ch n l i λả ế ả ọ ạ
-λ đ c ch n s b trong kho ng 1,5 ÷2ượ ọ ơ ộ ả
đây ta ch n Ở ọ λ = 2
2.4 )Tính toán quá trình giãn n :ở
1 )H s giãn n s m ệ ố ở ớ ρ :
ρ =
Qua quá trình tính toán ta tính đ c ượ ρ = 1,654 thõa mãn đi u ki n ề ệ ρ < λ
2 )H s giãn n sau δ :ệ ố ở
L p ĐH cn ôtô b- k2 Sinh viên : Phan Huy Nghĩaớ5