Расчет теплового баланса двигателяТепловой баланс характеризует распределение тепла, внесенного в цилиндры двигателя с топливом. Его, как правило, определяют экспериментально, но с достаточной степенью точности баланс может быть составлен на основании теоретических расчетов исходя из уравнения теплового баланса:
, (59)
где Q – общее количество теплоты, подведенной в единицу времени, кДж/с; Qе – количество теплоты, превращенное в эффективную работу двигателя, кДж/с; Qнс – количество теплоты, не выделившееся вследствие неполноты сгорания топлива, кДж/с; Qr – количество теплоты, уносимое отработавшими газами, кДж/с; Qост – неучтенные потери теплоты, кДж/с; Qж – количество теплоты, переданное охлаждающей жидкости, кДж/с.
Общее количество теплоты, подведенной в единицу времени определяется из выражения
(60)
где Qн – низшая теплотворная способность топлива (берется из формулы (17) в МДж/кг); Gтн –часовой расход топлива при номинальной мощности двигателя, кг/ч.
Количество теплоты, превращенное в эффективную работу двигателя:
(61)
где ηe – эффективный КПД двигателя.
Количество теплоты, не выделившееся вследствие неполноты сгорания топлива: - для карбюраторных двигателей при α < 1,0
(62)
- для дизелей α > 1,0. Поэтому потери вследствие неполноты сгорания являются незначительными и их относят к остаточной части Qост теплового баланса. Количество теплоты, уносимое отработавшими газами:
(63)
где Cp – средняя теплоемкость отработавших газов при постоянном давлении (принимается Cp = 1,04 кДж/кг.град).
Количество теплоты, переданное охлаждающей жидкости - для карбюраторного двигателя (64)
где Dц – диаметр цилиндра, см; ∆Qн – количество теплоты, которое не выделяется вследствие неполноты сгорания, кДж/кг.
Величина ∆Qн рассчитывается по формуле
(65)
- для дизельного двигателя
(66)
Неучтенные потери теплоты определяются следующим образом:
(67)
Результаты расчетов заносят в таблицу 3.
Таблица 3 – Тепловой баланс двигателя
|