Дәріс энергетикалық қондырғылар. Іштен жанатын қозғалтқыштар (ІЖҚ)
жүктеу/скачать 1,12 Mb.
|
| и"z, и"c – 1 кмоль қоламта газдың Tz және Tc температураға сәйкес ішкі энергиясы;
и"c – 1 кмоль таза түсімінің с нүктесіндегі температураға сәйкес ішкі энергиясы; М1, М2 және Мr – сәкес түрде таза түсімнің, қоламта газ бен қалдық газдың 1 кг сұйық отынға есептелген мөлшері, кмоль; – газдың жану барысындағы сыртқы жұмысы. , (70) өйткені жоғарыдағы теңдеуге бірнеше өзгертулер енгізгенне кейін ол ыңғалы түрге келеді . (71) Ұшқыннан тұтанатын қозғалтқыштар үшін жоғарыдағы тұжырымға сай V=Const, ал , олай болса теңдеу ықшамдалады (72) Жану қоспасы байытылған жағдайда (α<1) отынның толық жануы химиялық тұрғыда мүмкін емес. Сондықтан жанармайдың төменгі жылу беру қабілетілігінің азайтылған мөлшерін қою керек (73) Газ тәрізді отын үшін жану барысының теңдеуіне оның 1 кмоль көлеміне шақталған қызу шамасын енгізу қажет. Қосынды құрамы α≥1 болғанда жоғарыдағы теңдеу былайша түрленеді (74) 22,4 – температурасы 0°С, қысымы 0,1 МПа 1 кмоль газ тәрізді отынның көлемі, м3. Ал карбюраторлы қозғалтқыш үшін жану барысының соңындағы температураны табу үшін, сол барыстың дизель үшін қаралған изобаралық барыс болмайтындығын есепке алу қажет. Сонда: (75) Жану барысын термодинамикалық талдауға басты мақсат – нақты циклдың жоғарғы температурасы Тz пен қысымын рz анықтау. Көрсетілген теңдеулерде екі шама – Тz пен газдың ішкі энергиясы (дәлрек айтқанда, оны анықтау үшін жылу сыйымдылығы қажет) белгісіз. Жылу сыйымдылығы нақты газдың құрамымен температурасына байланысты өзгеріп тұратын құбылмалы шама. Сондықтан жану барысының теңдеуін және функцияларын, яғни белгісіз өлшемдердің өзара сыбайластығын пайдалана отырып шешеді. Тz шамасын анықтаудың екі тәсілі бар. Бірі температураны газдың жылу сыйымдылығы арқылы есептеу, онда жану барысының теңдеуі квадраттық теңдеуге айналады (76) Екіншісі – сұрыптау немесе біртіндеп жуықтау тәсілі: мұның мәнісі әртүрлі температура мен соған сәйкес ішкі энергия шамасын теңдеуге енгізе отырып, оның теңдігіне қол жеткізу. Дизельдегі жану барысының теңдеуінде тағы бір белгісіз шама – қысым көтерілу дәрежесі бар. Нақты есептеулерде λ шамасын құрылымы ұқсас қозғалтқышты қолдану тәжірибесіне сүйене отырып, ойша белгілейді. Әдетте λ мөлшері 1,4÷2,2; оның жоғары деңгейі откамерасы қос қуысты және қапталдық қосынды түзетін қозғалтқышқа тән. Ал карбюраторлы қозғалтқыштар үшін жану барысының соңындағы температураны табу үшін, сол барыстың дизель үшін қаралған изобаралық барыс болмайтындығын есепке алу қажет. Сонда (77) Жану барысының негізгі қажетті көрсеткіштерінің бірі ол жану барысының соңғы кезеңіндегі газ қысымы (рz) болып табылады. Оны анықтау үшін жану барысының басталған кезі мен аяқталған кезіндегі газ күйінің теңдеуін бірге шешеміз, яғни: рzVz = R(M2+Mr)Tz; (78) рcVc = R(M1+Mr) Tc. (79) Енді жоғарғы теңдеуді төменгі теңдеуге бөліп, газдың молекулярлық өзгеру коэффициентін (μ) еске ала отырып, әрі қарай өрнектесек мына теңдеуді аламыз: (рzVz)/(рcVc) = μ (Tz / Tc). (80) Олай болса, іздеп отырған жану барысының соңғы кезіндегі дизельді қозғалтқыштар үшін газ қысымын анықтау онша қиын болмайды, яғни: рz = рc (μ Tz/ρ Tc). (81) Карбюраторлы қозғалтқыштар үшін жану барысының соңғы кезіндегі газ қысымын сондағы жүретін жану барысының ерекшелігін ескере отырып анықтаймыз, яғни бұл кезде, жоғарыда айтылғандай, алдын-ала ұлғаятын изобаралық барыс болмайды, ал жанған газдың температурасы жану барысының соңындағы газ күйінің температурасымен анықталады. Олай болса, дизельді қозғалтқыштар үшін табылған газ қысымының өрнегіндегі Tz - температураны карбюраторлы қозғалтқыштың Tz – температурасына алмастырамыз және алдын-ала ұлғаю коэффициентін ρ=1,0 деп қабылдаймыз. Сонда: рz = рc μ (Tz/Тc). (82) Осы жоғарыда көрсетілген теориялық жолмен анықталған жану барысының көрсеткіштері қозғалтқыштағы нақты жүретін жану барысының көрсеткіштерінен аздап алшақтау болуы мүмкін. Оның, тағы да жоғарыда басқа барыстарға қарағанда айтылғандай, негізгі себебі, қозғалтқышта жүретін таза изохоралық, изобаралық немесе адиабаттық барыстар болмайды. Қозғалтқыш жұмыс істеген кезінде онда аралас барыс, яғни политроптық барыс жүреді. Соның салдарынан жоғарыда көрсетілген айырмашылықтардың болуы ешбір қателікке жатпайды. Ал төменде сол алшақтауларды азайтудың кейбір мүмкіндіктері айтылады. 1. Қозғалтқыштардың жұмысы кезіндегі журетін нақты барыс ауаның артықтық коэффициентіне α тікелей байланысты болады. Егер бұл коэффициент α < 1,0 болса, онда сұйық жанар май толық жанбайды да, бөлінуге тиісті жылу молшері бөлінбейді. Олай болса жану барысының барлық көрсеткіштері өзгеше болып шығады. Сондықтан, жылуды пайдалану коэффициентін (ξz) есепке алуымыз керек. Сонда жанған кездегі бөлінетін жылу жанудың төменгі мөлшердегі жылуы (Ни) мен осы коэффициенттің көбейтіндісіне тең болады. Ендеше дизельді қозғалтқыштағы жану барысының соңындағы температураны анықтайтын формулаға осы айтылған өзгерісті енгізу керек. Ал карбюраторлы қозғалтқышта барлық бөлінетін жылуды Qж=ξz(Ни-∆Ни) жану барысының соңғы кезіндегі температураның формуласындағы төменгі мөлшердегі жылудың (Ни) орнына қою керек. Мұндағы жылудың шығынын жуықтап мына формуламен анықтайды: ∆Ни = 119950·(1-α)Lo. (83) 2. Қозғалтқыштардағы нақты барысқа қатысатын жану қоспасының да мольдік массасы ауаның молдық коэффициентіне (α) байланысты анықталуға тиіс. Себебі, ауаның мөлшеріне қарай қоспаның да сапасы өзгеретіндігін жоғарыда айтқанбыз. Олай болса, M1 = Lo α + 1 / mж.м., (84) мұндағы mж.м = 110÷120 сұйық жанар майдың молекулярлық салмағы. Осылайша қарастырып отырған қозғалтқыштардағы барыстарға әрбір тиісті жағдайға байланысты өзгертулер енгізіп отыруға болады. жүктеу/скачать 1,12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|