МОДЕЛЬ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ДВС

​APPROXIMATION OF THE TEMPERATURE DEPENDENCE OF THE RESISTIVITY OF TUNGSTEN IN AN INCANDESCENT LAMP

Ilya Milev

student, Department of Master’s Degree, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В данной работе приводится математическая модель физических процессов при работе двигателя внутреннего сгорания.

ABSTRACT

This paper provides a mathematical model of physical processes during the operation of an internal combustion engine.

Ключевые слова: математическое моделирование.

Keywords: math modeling.

При моделировании рабочего цикла ДВС используется цикл Тринклера: считается, что часть топлива сгорает при постоянном объеме, а остаток – при постоянном давлении. Обозначая индексом “0” исходное состояние рабочего тела, индексами “1”, “2”, “3” и “4” – состояние рабочего тела по окончании фаз сжатия, сгорания при постоянном объеме, сгорания при постоянном давлении и расширения соответственно, алгоритм тепловой суб-модели удобно представить в виде набора алгоритмов, отвечающих отдельным стадиям процесса.

Отвечающие такой аппроксимации реального цикла индикаторные кривые – зависимости давления и температуры в КС от угла поворота коленвала показаны на рис. 1, а-б.

Здесь следует отметить, что модель в качестве первичной стадии содержит процедуру расчета эквивалентного элементного состава топливной смеси.

Определение элементного состава топливной смеси. Элементный состав топлива – С^р, Н^р и О^р [массовых %] задается для каждого топливного компонента – жидкого или отдельно. Затем вычисляется общее массовое содержание каждого из этих элементов в топливной смеси на основании закона материального баланса.

Рисунок 1. Модель изменения параметров рабочего тела в ДВС: а – давления, б – температуры

Сжатие. Параметры рабочего тела в начале сжатия обозначаются P₀ [атм] и Т₀ [K], их численные значения служат начальными данными расчета и выбираются соответственно конкретной конструкции. Параметры рабочего тела в конце сжатия задаются явными выражениями

                                                                                           (1.1)

                                                                                         (1.2)

где – степень сжатия, k – усредненный показатель политропы этой стадии.

Горение. Неполнота сгорания, имеющая место в действительности, учитывается введением коэффициента потерь тепла . При полном сгорании состав продуктов – СО₂ и Н₂О определяется по формулам

                                   (1.3)

где М – мольное содержание элемента в 1 кг топлива; L₀ – количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива; А – коэффициент избытка воздуха. Общее количество продуктов сгорания M₂ вычисляется по формулам:

                                                          (1.4)

Уравнение сгорания, которое является формой закона сохранения энергии

                              (1.5)

Где  – теплота сгорания топлива;  – молярная теплоемкость при постоянном объеме;

– молярная теплоемкость заряда при постоянном давлении;  – степень повышения давления;  – коэффициент молекулярного изменения; f– коэффициент использования теплоты, запасенной в топливе;

R = 1.985 кал/моль×К– универсальная газовая постоянная. Величина М₁ равна L₀ для дизелей, L₀ + 1/m_T – для карбюраторных и L₀ + 1 – для газовых двигателей.

Список литературы:

1. Автомобильные и тракторные двигатели.: В 2 ч. Конструкция и расчет двигателей / под ред. И. М. Ленина. Учебник для вузов. 2-е изд., доп. и перераб. М.: Высш. шк., 2006.