, (2)

где a – коэффициент избытка воздуха; в карбюраторных двигателях обычно a=0,8…1,15. Учитывая, что у нас a=1,14, получим кг.

Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива

Если известны основные химические реакции, протекающие при сгорании топлива, и тепловые эффекты этих реакций, то легко записать формулу для вычисления суммарного количества теплоты, МДж/кг, выделяющейся при сгорании 1 кг топлива (формула Менделеева):

. (3)

При сгорании топлива часть теплоты уносится с водяными парами и не дает вклада в суммарное количество теплоты (низшая теплота сгорания топлива). Подставим значения: МДж/кг.

Расчет процесса сжатия

Параметры начальной точки

В карбюраторных двигателях параметры начальной точки имеют обычно следующие значения:

T₁ =(350…430) K;

p₁ =(0,9…0,95)*10⁵ Па (в тихоходных двигателях);

p₁ =(0,75…0,85)*10⁵ Па (в быстроходных двигателях);

Сравнительно высокие значения температуры в начальной точке связаны с нагревом воздуха во входных каналах двигателя.

Расчет процесса сжатия свежего заряда

4.2.1. Молекулярная масса свежего заряда определяется по формуле

, (4)

здесь m _б , m _в – массовые доли паров бензина и воздуха; m _б , m _в- молярные массы паров бензина и воздуха.

Масса свежего заряда – M _с.з. = 1 кг паров бензина + 16,9 кг воздуха = 17,9 кг. Массовая доля паров бензина m _б = =0,06, массовая доля воздуха m _в ==0,94. Подставляем эти значения в (4) : кг/кг*моль.

4.2.2. Для расчета теплоемкости свежего заряда, учитывая малое содержание паров бензина в смеси, можно использовать формулу для теплоемкости воздуха (с достаточной для инженерной практики точностью).

Среднее значение молярной теплоемкости для изохорического процесса в интервале температур 0- T рассчитывается по формуле (5) , где .

Задаемся значением Т₂ =625 К. ДЖ/кмоль*К, теперь можно определить величину удельной массовой теплоемкости (6) Дж/(кг*К).

Показатель адиабаты для процесса сжатия. Газовая постоянная для свежего заряда вычисляется по формуле (7) Дж/(кг*К)

Среднее значение теплоемкости при постоянном давлении (8) . Дж/(кг*К)

Показатель адиабаты для процесса сжатия (9) =1,378.

Показатель политропы для процесса сжатия. В задании приводится значение ( n ₁ - k ₁ )=- D ₁ , поэтому n ₁ = k ₁ - D ₁ = 1,378 – 0,009=1,37.

P₁ *V₁₌ RT; =>

Теперь можно определить параметры в конце процесса сжатия: м³ /кг, Па, К. Полученное значение температуры отличается от изначально принятого на 207К.

Зададимся другим значением Т₂ .

Среднее значение молярной теплоемкости для изохорического процесса в интервале температур 0- T рассчитывается по формуле (5) , где .

Задаемся значением Т₂ =832 К. ДЖ/кмоль*К, теперь можно определить величину удельной массовой теплоемкости (6) Дж/(кг*К).

Показатель адиабаты для процесса сжатия. Газовая постоянная для свежего заряда вычисляется по формуле (7) Дж/(кг*К)

Среднее значение теплоемкости при постоянном давлении (8) . Дж/(кг*К)