柴油机燃烧产物比热的经验公式.pdf

理论计算 柴油机燃烧产物比热的经验公式 苏业勤 北方交通大学 当进行柴油机热力计算时 燃烧产物比热的计算是必不可少的 柴油机 燃烧产物的比热 可以从已有的根据有关气体的比热光谱分析数据计算而得的比热表或比热曲线图查出 但是 由于过量空气系数 和温度 的数值 经常不恰好是比热表或比热曲线图上所标明的数值 因此需要采用内插法 这就给计算带来很大的不便 在有关书刊中 虽也介绍有柴油机燃烧 产物的比热公式 但也只把比热随温度变化的 关 系看作直线关 系 因此在某个温度范围内产 生较大的误 差 近年来 我 国在柴油机热力计算中已经使用 电子计算机 为适应计算需要 避免频繁内插燃烧产物的比热值 根据燃烧产物中各组成气体的比热光谱分析数据 应用最 小二乘法原理 整理一个比较准确的柴 油机燃烧产物的比热经验公式以供使用 似有必要 柴油机燃烧产物的比热 护 是过量空气系数 和温度 的函数 它们之 间 的关 系 可 通过下述热平衡方程式来建立 风 二 一 万 蕊一十 下 十 了 妇 灿 一 十吸 一 七 拼 石 石 一二二一十 卜万一十吸 一 艺 儿 艺艺 山 二 一 二 二 一 协 八甲 乙 一又二获尸 一二厂十一几一 一 下丁丁 刀 公灯然料元笙 肌坑盯理化工肌而父气星 昊 石 石 任 石 尔 公斤燃料 一 毛一不丁 叫 十一万一十 甘七 刀 公汀燃 料仕 盯元 笙邢烷脚王取阴燃坑广柳数里 石 石 简称理论燃烧产物数量 莫尔 公斤燃料多 川 为空气的平均定压莫尔比热 千卡 莫尔度 此 为理论燃烧产物的平均定压莫尔比热 千卡 莫尔度 取柴油的平均重 量成分为 一 一 二 则 莫尔 公斤 燃料 于是 式可整理成 拜 尸 乙 尸 一 户 十 现在的问题是如何求得比热与温度的关系 式 在一般比热表中 载有据光谱分析而 得的 不同温度下的空气比热值 把这些 数据按照最小二乘法原理加以整理 可以得到较为满意的 计算空气比热的公式 设空气比热与温度的函数关系为二次曲线 即 声硬 据最小二乘法原理 系数 可由下列方程组解出 一 一 万 另 一刃拜 万 另 万 一万 林 万 万 万 刃 而声 所以 其中 一么 一 一 恕 一冬 人 本 刃万万 本 奋 七 万另另 万种 万 网 万 产 水 水 奋 刃刃万 奋 衣 万万 衬 护 一仁 月一吧一洲 一 一 拜 一 勺 万万召 杏 上乳 杏 另名万 乳 一一 万产 艺 拜 刃 网 召 一 艺 召 另 另 万 奋 未 幻卜 万艺 理论燃烧产物的比热 可据其组成气体的成 分及比热用计算方法求出 可以认为 理 论燃 烧产物只由 刃及 组成 它们的比例关系为 刃 李 华 玩 艺艺 对于前述重量成分 对 莫尔理论燃烧产物而言 因此 理论燃烧产物的比热为 叼 叫 叫 叼 利用光谱分析所得的 在不 同温 度下的 刃及 的比热数据 风 和 叫 就可以按上 式算出相应 温 度下 理 论燃烧产物的比热值 川 在内燃机原理教科书中载有这些数据 有了理论燃烧产物在不同温度下的比热数据 就可以应用与前述完全相同的方法整理成 公式 仍设 阅 尸 尸 口 与前述 相似 系数 和 分 别 等于 杏 奋 目 奋 万万万 及及乳 今 呸 一 一 口 一一 二 一 全色立 而且 声 五吞 奋 春 工万万 万万万 及乃 一一 一 一 另 拌 尸 万 州 即 杏 奋鑫七 万万万 一一 爪乳几 召抖C p曰 召ti夙 甲p 万txZ林 斤po i 另林C 刃 P o i 奋 L 春L 另万 n 几及 一一 计算表明 在 2 6 0 0o C 温度范围内 空气和理论燃烧产物的比热与温度的二次曲线关 系 若分 别只用一个公式来表达 将产生较大的误 差 例如最大相对误差 对于空气的比热 约为 1 1 而对于理论燃烧产物的比热约为 2 1 为了减小误 差 保证必 要的准确度 按 0 7 00o c 和 7 00 2 5 0 0 o c 两个温度区段来整理比热公式 计算证明是合适的 对此 经过大 量的计算之后 求得下列计算空气和理论燃烧产物比热的公式 对于空气 o t 7000C 时 a 6 929 b 2 gog x i o 一4 d 4 s i6 x io 一 于是 种C p 6 929 2 909 x 10 一 4t 4 31 5 x 1 0 一7t2 70 0 t 26 00OC时 a 6 777 b 9 066 x 10 一 3 a d 一 一1 366 x1o一7 于是 夙 p 6 777 9 0 肠 x10一4t一1 366 x10一 t Z 对于理论燃烧产物 3b o t 70 0oC 时 a 一 7 2 72 b 9 55s x io 一 d 7 7os x lo 一8 于是 户C 尸p 一 7 272 9 55 s x10一 4t 7 7 98欠 1 0一8t2 4 a 7 0 0 镇t簇260 0oC 时 a 7 201 b i 264 x io 一3 d 一i s7 s xio一 7 于是 朴C p 7 201 1 264 义1 0一3t 一1 875 欠10一 tZ 4b 按上述公式计算 最大相对误差 对空气为 0 1 1 在1800 0C 时 对理 论燃烧产物为 0 19 在ioo oe 时 可见足够准确 把式 3a 与 4a 3b 与 4b 分别代入式 2 就得到在 700 o e及700 2600 o e两 个温度范围内 燃烧产物的平均定压莫尔比热公式 0 t 700 O C 尸C 尸p 0 3994 3 427 a3 591 1 439 0 0 3 1 6 3十0 494 6 0 0 3 1 6 3 0 4 9 4 6 X 1 0 一 t 2 1 3 4a一1 724 0 03 16 3 0 4 946a X 1 0 一 护 千卡 莫尔度 700 t 250 oC 尸C 尸p 0 4347 3 3 52 a 2 114 4 484 a 0 03163十0 494 6a 0 03 163 十0 4 94 6a X10一 4t 0 3 1 2 6 0 6 7 5 6 0 0 3 1 6 3 0 4 9 4 6 x 1 0 一飞2 千卡 莫尔度 应用上列公式计算燃烧产物比热 根据误差理论 可以证明 其最大相对误差 在 0 7 00 0 C和700 2 600 o C 两个温度范围内 分别小于 0 19 和0 13 下转86页 一 76 一 提要 前言 也可没有 或只交待几句文意 一 节 居中 属第一档 用汉字写 1 款 离边二格开头起行 属第二档 用阿拉伯数字写 l 目 离边三格开头起行 属第三档 用阿拉伯数字加半括号 以下不再 分子 目或其他档 7 来稿一律用钢笔誊抄在稿纸上 在有插图的部位留出相应的方框 并在框内写明图 号 图名和 图注 如有的话 由于图直接送制版 图上不再贴字 为使图清晰 要尽量不在 图上写 汉字 而只用阿拉伯数字标明 然后 在 图名下加图注说明 图号 表号和 图注号一律用 阿拉伯数字 不 用汉字 也不加括号 和破折号 公式号外要加圆括号 以示与公式内的数字 相区别 文 表 中提及的图号 公式号一定要与实际的图号 公式号相一致 而有些来稿因 修改而造成不一致 凡图一定要有图名 而 图名要简明达意 并与图的实际内容要完全吻合 图一定要描在白色透明描图纸上 不要用印有小方格的有色描图纸描 图中的粗 细 虚实 线条要按制图标准画 有座标的图 不要忘记 座标标明的参数及其单位 用外文缩写 如图 上有必不可少的汉字 则要用仿宋体写 不能用自由体 如不能描图或描后不符合出版要求 者 宁愿由编辑部请人代描 如有照片 请用挂号寄底片来制版 以增清晰 用后由编辑部 负责归还 勿虑 图的大小要适当 不要太大或太小 来稿的字要正楷工 整 清楚 避免错 别字 切勿潦草难认 8 来稿作者如为数人 则均要细阅过给本刊的最后来稿 并均要签名以示对稿件质量 的负责 来稿 中不要有领导指示 上级决定 任务来源 研究过程的 曲折变迁 行政性的交 待以及客套性的话 如有这些 本刊将一律删割 以省篇幅 如有技术性的交待 请简明地 写入前言部分 9 来稿一 经刊载 将按文章的难易 长短 价值以及公式所 占篇幅的多少等 给于相 应的稿酬和有作者文章的本刊 同时扣除本刊一期定价的一半 0 3 元稿费 凡因不符合上 述 要求 而使编辑部需要另请人重新描图和誊清稿件者 这些代劳之酬将从作者稿费中扣除 碑 口 一了夕J 少 J口碑J 碑碑尸 口 尹声产户廿尸尸 户碑 目 尸尹产 尹沪产尸产声沪声岁曰 白 曰沙 碑尹 声沪产矛尸声困洲尸尸矛尸洲户 尸尸 尹尸碑团 尹 尹尸声团曰砂门一困产J产碑矛 户尸 碑尸夕 J产创碑口户口川 护口口匕 上接 76 页 利用熟知的公式 C p 一阅 1 9 8 6 很易得到燃烧产物的平均定容莫尔比热公式 0 t 700 O C 户 尸 0 33 6 6 2 445 3 5 9 1 1 4 3 9 0 0 3 1 6 3 0 4 9 4 6 0 0 3 1 6 3 0 4 9 4 6a X 1 0 一 t 2 1 3 4 a