1.13.Тепловой баланс двигателя.

Тепловой баланс в общем виде:

Q₀=Q_е+Q_г+Q_в+Q_н.с.+Q_ост.=H_иG_т/3,6, (стр.125)

где Q₀– общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом:

Q₀=43930 · 22,786/3,6=278052Дж/с.

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 сек:

Q_е=1000N_e=1000 · 99.94=99940Дж/с. (стр.125)

Теплота, потерянная с отработавшими газами:

Q_r=(G_т/3,6){М₂[(mc_V^″)_t0^tг+8,315]t_г-М₁[(mc_V^″)_t0²⁰+8,315]t₀}, (стр.125)

где (mc_V^″)_t0^tг– теплоемкость отработавших газов (определяется методом интерполяции по табл.3.8 (стр.59):

t_r=T_r-273=1063-273=790°C

кДж/(кмоль град)

где 25,021 и 25,441 значения теплоемкости продуктов сгорания при 700⁰С и 800⁰С соответственно при α=1, взятые по таблице 3.8 (стр.59).

(mc_V)_t0²⁰=20,775 кДж/(кмоль град) – теплоемкость свежего заряда (определяется по табл. 3,6 (стр.58) для воздуха методом интерполяции при

t₀=Т₀-273=293-273=20⁰С

Q_r=(22,786/3,6){0,5524[25,399+8,315]790-0,5247[20,775+8,315]20}=91190 кДж/(кмоль град).

Теплота, передаваемая охлаждающей среде:

Q_B=ciD^1+2mn^m(H_u-∆H_u)/(αH_u)=

=0,5∙4∙8,3^1+2∙0,65∙5400^0,65∙(43930-0)/(1∙43930)=69337 Дж/с,

где с=0,45-0,53 – коэффициент пропорциональности для четырехтактных двигателей. В расчетах принятос=0,5;i=4 – число цилиндров;D– диаметр цилиндра, см;m=0,5–0,7 – показатель степени для четырехтактных двигателей.

Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива:

Q_н.с.=∆H_иG_т/3,6=0 Дж∙с. (стр.125)

Неучтенные потери тепла:

Q_ост = Q₀ –(Q_е+Q_г+Q_в+Q_н.с)=

=278052-(99940+91190+69337+0)=17585 Дж/с. (стр.125)

Составляющие теплового баланса:

Составляющие теплового баланса	Q,Дж/с	q, %
Теплота, эквивалентная эффективной работе	99940	35,9
Теплота, передаваемая охлаждающей среде	69337	24,9
Теплота, унесенная с отработавшими газами	91190	32,8
Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива	0	0
Неучтенные потери теплоты	17585	6,4
Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом	278052	100

1.14.Таблица сравнения показателей проектируемого двигателя с показателями заданного прототипа

Параметры	,				,	,	ε	S/D, мм
Прототип	5200	66.44	2.3	41.6	95.7	175.6	9.5	86/92
Расчетный ДВС	5400	54.08	1.86	53.73	99.94	176.8	10	86/83

Вывод:В спроектированном двигателе из-за повышения степени сжатия с 9.5 до 10 удалось увеличить литровую мощность на 29%, увеличился крутящий момент на 1%, а также увеличилась мощность двигателя на 4,4%.

17