6140Q型柴油机热力计算

课程设计 6140Q 型柴油机热力计算 学 院 机械工程学院 班 级 热力 1213 姓 名 学 号 成 绩 指导老师 郑剑铭 陆小明 2016 年 1 月 23 日 目录 1 柴油机已知参数 1 2 选取参数 1 3 进气过程参数 2 4 工作介质参数 2 5 压缩过程参数 3 6 燃烧过程参数 3 7 膨胀过程参数 5 8 经济技术指标 5 9 示功图的绘制 7 1 柴油机已知参数 6140Q 柴油机 1 缸径 140Dmm 2 行程 160Smm 3 缸数 6i 3 转速 1800 minnr 4 标定功率 155 2 e PkW 5 压缩比 19 6 排量 14 78 h VL 7 大气压力及温度 0 0 1pMPa 0 293Tk 8 燃料平均重量成分 0 86C 0 13H 0 01O 9 燃料低热值 43995 QHkJ kg 10 燃烧室形式 球形 2 选取参数 根据本机特点机柴油机一般参考资料选取参数如下 1 过量空气系数 1 2 2 平均压缩多变指数 1 1 38n 3 平均膨胀多变指数 2 1 21n 4 机械效率 0 70 m 5 示功图丰满系数 0 94 n 6 由缸壁对冲量加热热引起的温升 20TK 7 排起终点温度 700TrK 8 燃烧终点热量利用系数 0 70 z 9 进气终点压力 0 083PaMPa 10 排气终点压力 Pr0 108MPa 11 最高燃烧压力 6 8 z PMPa 3 进气过程参数 1 充气系数 0 0000 1 0 76 1 aar TPPp v TTPPP 2 残余废气系数 0 0 0329 r rar TTP TPP 3 进气终点温度 0 335 30 1 r a TTT TK 4 工作介质参数 1 理论所需空气量 0 L 0 1 0 495kmolair kgfuel 0 21 12432 CHO L 2 新鲜充量的分量 r M 0 0 593kmolair kgfuel r ML 3 相当于时的燃烧产物分量1 0 M 00 0 790 5274kmolair kgfuel 122 CH ML 4 当时的过量空气分量为1 2 0 1 L 0 10 0989kmolair kgfuelL 5 当时燃烧产物的总量1 2 2 M 200 10 6263kmolair kgfuelMML 6 理论莫尔变更系数 0 2 0 1 055 r M M 7 实际莫尔变更系数 0 1 053 1 5 压缩过程参数 1 压缩终点压力 c P 1 4 83 n ca PPMPa 2 压缩终点温度 c T 1 1 995 95 n ca TTK 3 压力升高比 1 4079 z c P P 6 燃烧过程参数 1 燃烧终点温度 z T 根据热力学第一定律 在燃烧阶段燃料放出的有效热量等于气缸内气体内 能的增加及所作机械功的和 可推导得燃烧方程式 12 1 9865241 986 1 u cvzv mm r H tctc M 其中 分别为燃烧始点 c 及终点 z 的气体平均定容摩尔比热 1v m c 2v m c 为了便于使用 柴油机设计手册 中图 3 2 以 关系式代入上式中 经整理后得 1 986 vp m m cc 1 2 1 1 9861524 1 u zpc m rp m H tct Mc 当使用公式求解时 因随而变 如假定一个值 由 柴油机设 z t 2p m c z t z t 计手册 中图 3 2 根据及值找出 代入原式中 若方程式两边之 z t 2p m c 值相等 则表示所取的值是正确的 否则应重复进行直至符合为止 因此 z t 最终求得 2309 z TK 2 初期膨胀比 1 734 z c T T 7膨胀过程参数 1 后期膨胀比 10 96 2 膨胀终点的压力 b P 2 0 51 z b P PMPa n 3 膨胀终点的温度 b T 2 1 1396 645 n bz TTK 8 经济技术指标 1 理论平均指示压力 i P 2 1 1 1 21 11 11 11 034 111 n c i n P PMPa nn 2 实际平均指示压力 i p 0 972 iin pPMPa 3 指示热效率 i 0 0 8 3140 420 ri i V MP T QHp A A A 4 指示燃油消耗率 i b 63200 150 5 i i bgkw h A 5 有效效率 e 0 294 eim A 6 实际燃油消耗率 e b 63200 215 0 e e bgkw h A 7 平均有效压力 e p 0 680 eim pPMPa 8 有效功率 e P 172 56 120 eh e PV in P 9示功图的绘制 1 计算单缸排量及其各终点容积 h V a V c V z V 2 42 82 1 0 157 2 983 0 272 h ch abc zb Vs DL VVL VVVL VVL 2 计算压缩线和膨胀线上任意点功率 1 2 n a cxa cx n z bxz bx V PP V V PP V 3 绘制示功图 表 1 压缩线上取点 序号 cx V cx p 10 2722 261 20 5500 856 30 8200 493 41 0900 333 51 3600 245 61 6300 191 71 9000 155 82 1700 129 92 4400 110 102 9830 083 序号 bx V bx p 10 2726 8