Головна |
Будемо вважати, що площа поперечного сопла fk досить мала в порівнянні з горловиною полуразделенной камери (рис. ХХ), отже заряд для всієї камери згоряння квазірівноважної вважати не можна, але для кожного обсягу окремо - можна. Тому термодинамічну систему всієї розділеної КС розіб'ємо на два об'єми - надпоршневомупростір і передкамеру, при цьому обсяг передкамери Vk = const; сумарна маса робочого заряду в КС, що дорівнює сумі мас заряду в передкамері і надпоршневомупросторі не змінюється, тобто М? = Mk + M = const, отже зміна маси заряду в виділених обсягах однаково (з протилежним знаком): dMk = -dM.
Розглянемо термодинамічну систему, що складається з двох "відкритих" обсягів. Запишемо рівняння стану для кожного з них:
. | (219) |
де - Ентальпія впадає (що випливає) в обсяг потоку, подстчітиваемая за параметрами джерела; - Являє собою різницю подведенного тепла з паливом і відведеного тепловіддачею в стінки КС; - Внутрішня енергія газу; cp и cv - Питомі теплоємності газу при постійному тиску і об'ємі відповідно.
Вирішимо друге рівняння, як більш загальне. Розділимо обидві його частини на миттєвий запас внутрішньої енергії в обсязі:
,
зробивши деякі скорочення, отримаємо:
. | (220) |
Розглянемо останній доданок (220) враховуючи, що:
,
отримуємо:
, | (221) |
і далі, оскільки:
,
зробивши заміну в (221), отримаємо:
. | (222) |
Розділивши обидві частини (222) на dj, і розгорнувши його щодо збільшенні тиску, отримаємо:
. | (223) |
Виробляючи аналогічні викладки, для передкамери можна отримати:
. | (224) |
Одночасно інтегруючи (223) і (224) з урахуванням дотримання балансу мас робочого тіла в розглянутих обсягах, отримуємо поточні тиску р и рк. Темератури робочого тіла в кожному з обсягів визначаються за рівнянням стану.
Слід зазначити, що певні труднощі для моделювання являє розрахунок тепловиділення для передкамери і надпоршневого простору. Як мінімум, необхідно доповнити інтегруються систему рівняннями концентація палива, і розраховувати склад згоряє суміші в обох обсягах на кожному кроці інтегрування.
Проте, знаючи перепад тиску між обсягами ?р = рк - р, Визначимо швидкість витікання з сопла:
, | (225) |
де G - Миттєвий масова витрата газу:
,
де m - коефіцієнт витрати, Y - функція закінчення, v = 1 / r - питомий об'єм газу.
Після підстановки виразу для витрати в (225), отримуємо:
. | (226) |
Критерієм, що дозволяє судити про режим закінчення, є критичне ставлення тисків:
, | (227) |
де - Показник адіабати, що є функцією температури і складу газової суміші в об'ємі, підраховується за параметрами джерела.
Будемо вважати, що газ витікає зі передкамери. якщо , То режим витікання газу буде критичним, і функція закінчення:
- | (228) |
не залежить від b*, а (Місцева швидкість звуку). якщо , То режим закінчення ПІДКРИТИЧНИЙ, і
. | (229) |
Використовуючи (226) на кожному кроці інтегрування системи (223) - (224) можна отримати швидкість витікання газу у вигляді функції від кута повороту колінчастого вала і використати під час оцінки тепловіддачі.
Про квазістаціонарності руху заряду в ядрі потоку | Про прикордонному шарі на стінках КС | Про порядок товщини прикордонного шару в КС | Рух газу в камері згоряння з плоским поршнем і плоскою головкою | Опис процесу теплообміну в КС двигуна з плоским поршнем і плоскою головкою | Рішення завдання газодинаміки для відкритої камери згоряння дизеля | Опис процесу теплообміну для двигуна з відкритою камерою згоряння | Особливості розрахунку інтенсивності теплообміну в відкритих КС дизелів | Особливості моделювання процесів теплообміну в КС двигуна з іскровим запалюванням | Визначення швидкості витікання газу з камери в поршні |