Процесс сжатия процессы смесеобразовании сгорания

Содержание

Слайд 2

Задачи процесса сжатия: расширение температурных пределов рабочего цикла; создание условий, необходимых

Задачи процесса сжатия:

расширение температурных пределов рабочего цикла;
создание условий, необходимых для воспламенения

и сгорания горючей смеси. Эти условия обеспечивают эффективное преобразование теплоты в полезную работу.

Эффективность данного процесса определяется степенью сжатия

!

Ориентировочные пределы степеней сжатия для двигателей различных типов:

Слайд 3

Действительный процесс сжатия отличается от такового в обратимых термодинамических циклах наличием

Действительный процесс сжатия отличается от такового в обратимых термодинамических циклах наличием

утечек рабочего тела и изменением его состава в результате испарения и окисления топлива и масла, а также наличием теплообмена со стенками

!

Слайд 4

Давление (МПа) и температура (К) в конце процесса сжатия определяются из

Давление (МПа) и температура (К) в конце процесса сжатия определяются из

уравнения политропы с постоянным показателем:

где показатель политропы

Слайд 5

Номограмма для определения показателя адиабаты сжатия

Номограмма для определения показателя адиабаты сжатия

Слайд 6

Влияние различных факторов на показатель адиабаты сжатия: * При одинаковой степени

Влияние различных факторов на показатель адиабаты сжатия:

* При одинаковой степени сжатия

и температуре начала сжатия значение для бензиновых двигателей обычно ниже, чем для дизелей. Причина – испарение топлива.
* Увеличение частоты вращения приводит к увеличению показателя адиабаты. Причина – время на процесс теплообмена со стенками уменьшается.
* Уменьшение отношения поверхности охлаждения к объему цилиндра приводит к увеличению показателя адиабаты.
* Повышение средней температуры процесса сжатия ведет к снижению показателя адиабаты.
* Увеличение интенсивности охлаждения ведет к снижению показателя адиабаты.

Вопрос. Показатель адиабаты выше у какого двигателя: с водяным охлаждением или воздушным?

?

Слайд 7

Зависимость давления и температуры конца сжатия от степени сжатия при различных значениях показателя политропы

Зависимость давления и температуры конца сжатия от степени сжатия при различных

значениях показателя политропы
Слайд 8

!

!

Слайд 9

Тема 6. Процессы смесеобразования и сгорания

Тема 6. Процессы смесеобразования и сгорания

Слайд 10

Образование горючих смесей Однородной называют смесь, в которой около каждой молекулы

Образование горючих смесей

Однородной называют смесь, в которой около каждой молекулы топлива

расположено одинаковое количество молекул кислорода, азота и других компонентов.

!

Смесь, состоящая из компонентов, находящихся в разных агрегатных состояниях (газ+капли+пленка) всегда неоднородна и ее называют двухфазной или гетерогенной.

!

Слайд 11

Способы интенсификации процесса смесеобразования: повышением температуры компонентов; увеличением поверхностей смешивания; организацией

Способы интенсификации процесса смесеобразования:

повышением температуры компонентов;
увеличением поверхностей смешивания;
организацией турбулентной диффузии.

Подогрев газообразного

топлива и воздуха при смесеобразовании не применяется, так как он снижает наполнение цилиндров и может вызвать детонационное сгорание.

!

Слайд 12

Схемы двухстадийного впрыскивания бензина

Схемы двухстадийного впрыскивания бензина

Слайд 13

Схема строения факела распыливаемого топлива при впрыске бесштифтовой форсункой Зависимость давления

Схема строения факела распыливаемого топлива при впрыске бесштифтовой форсункой

Зависимость давления впрыска

топлива от угла поворота коленчатого вала
Слайд 14

Основные типы разделенных камер Основные формы полуразделенных камер

Основные типы разделенных камер

Основные формы полуразделенных камер

Слайд 15

Процессы воспламенения и горения Схема цепных реакций окисления Неразветвленные Разветвленные Промежуточными

Процессы воспламенения и горения

Схема цепных реакций окисления

Неразветвленные

Разветвленные

Промежуточными продуктами сгорания являются –

свободные радикалы ОН
Слайд 16

Природа возникновения периода задержки воспламенения Период индукции

Природа возникновения периода задержки воспламенения

Период индукции

Слайд 17

Схема перемещения фронта пламени при турбулентности: а – мелкомасштабной; б –

Схема перемещения фронта пламени при турбулентности:

а – мелкомасштабной;
б – крупномасштабной;
I –

горючая смесь;
II –продукты сгорания
Слайд 18

Типичные индикаторные диаграммы двигателя с искровым зажиганием при работе с детонацией

Типичные индикаторные диаграммы двигателя с искровым зажиганием при работе с детонацией

а)

слабой;
б) сильной

Природа детонации – самовоспламе-нение последней части заряда, до которой фронт пламени от свечи доходит в последнюю очередь

!

Слайд 19

Методы организации процесса сгорания Диаграммы давлений при различных углах опережения зажигания

Методы организации процесса сгорания

Диаграммы давлений при различных углах опережения зажигания топлива

Схемы

камер сгорания, позволяющих регулировать скорость сгорания изменением площади фронта пламени
Слайд 20

Оценка процесса сгорания по индикаторной диаграмме

Оценка процесса сгорания по индикаторной диаграмме

Слайд 21

Основные этапы процесса сгорания в дизельном двигателе θi – период задержки

Основные этапы процесса сгорания в дизельном двигателе

θi – период задержки

воспламенения (индукции);
θI – период быстрого сгорания;
θII – период замедленного сгорания;
θIII – период догорания
Слайд 22

Влияние отдельных факторов на процесс сгорания в дизеле

Влияние отдельных факторов на процесс сгорания в дизеле

Слайд 23

Расчет процесса сгорания в ДВС: Расчет процесса сгорания методом Гриневецкого –

Расчет процесса сгорания в ДВС:

Расчет процесса сгорания методом Гриневецкого –

Мазинга. (1910-1930 г. – МГТУ им. Баумана)

Расчет процесса сгорания методом Вибе. (1960-1965 г. – Челябинск)

Расчет процесса сгорания с учетом турбулентного химического тепломассообмена. (1990-2005 г.)

Модели первого уровня

Модели второго уровня

Современные модели

Слайд 24

Расчет процесса сгорания методом Гриневецкого – Мазинга. (1910-1930 г. – МГТУ

Расчет процесса сгорания методом Гриневецкого – Мазинга. (1910-1930 г. – МГТУ

им. Баумана)

Действительную сложную зависимость характеристики подвода (использования) теплоты заменяют при расчете подводом теплоты в элементарных процессах – изохорном и изобарном

Уравнение Клайперона-Менделеева:

Первый закон термодинамики:

В результате расчета определяются: температура цикла Tz, давление цикла Pz и степень предварительного расширения.

!

Слайд 25

Расчет процесса сгорания методом Вибе. (1960-1965 г. – Челябинск) С внедрением

Расчет процесса сгорания методом Вибе. (1960-1965 г. – Челябинск)

С внедрением в

инженерную практику ЭВМ наряду с методом Гриневецкого – Мазинга находят применение методы расчета процесса сгорания, основанные на численном решении дифференциального уравнения первого закона термодинамики

Изменение внутренней энергии

Подведенная к рабочему телу теплота

Произведенная работа

Слайд 26

Теплоотдача в стенки Выделившаяся при сгорании теплота

Теплоотдача в стенки

Выделившаяся при сгорании теплота

Слайд 27

Расчет процесса сгорания методом Вибе И.И. Характеристики тепловыделения в безразмерных координатах:

Расчет процесса сгорания методом Вибе И.И.

Характеристики тепловыделения в безразмерных координатах:

а

– относительная характеристика тепловыделения; б – относительная скорость тепловыделения; 1- для дизеля; 2 – для карбюраторного двигателя