教学课件 《柴油机涡轮机增压技术（第2版）》陆家祥.ppt

4.用Vibe双区（Vibe Two Zone）曲线模拟 5.用MCC（Mixing Controlled Combustion）准维模型模拟 6.用WOSCHNI/ANISITS模型瞬态工况 5.3.3 气缸周壁的热传导 气体对气缸周壁散热率的一般表达式 式中， Kw－传热系数； F1－与缸内气体接触的缸套周壁表面积，F1=4VZ/D； Tw－气缸套内壁平均温度； Tw1－气缸盖内表面平均温度； Tw2－活塞顶内表面平均温度； TZ－缸内气体瞬时温度。 Kw 的计算 5.3.4 进、排气门的流量计算 1. 气门的几何流通截面积 气门处的流通截面积 气门座喉口处的流通面积 （5-55） （5-56） 2. 气门的流量系数 用实物静吹风试验可得到 经验公式 （5-61） 3. 进、排气门的流量计算 通过进气门处的流动是亚音速流动，其流量为 （5-62） 通过排气门的流动，在初期排气阶段为超临界流动，后期为亚临界流动 亚临界排气阶段 （5-63） 超临界排气阶段 （5-64） 4. 扫气阶段的缸内气体成分 四冲程增压柴油机：一般用完全混合模型。 二冲程增压柴油机 ：一般用浓排气 扫气模型。 （3）膨胀过程计算 在每一微小时间间隔，从燃烧终点至排气开始。 （4）排气过程计算 暂时假定排气初期排气管内气体的压力、温度、成分和质量，在每一微小时间间隔同时进行三个方面的计算：缸内过程、排气管状态和涡轮作功。 （5）扫气过程计算 暂时假定进气管内的压力和温度，并保持为常数。按每一微小时间间隔进行四个方面的计算：进气、缸内、排气和涡轮作功。由于此时气缸余隙容积较小，且缸内气体的成分变化较大，为了计算稳定，间隔应取得更小一些（一般取0．25°～0．5°CA）。 （6）进气过程计算 进行进气计算和缸内计算，直到进气门关，回到压缩始点。 （7）压缩始点缸内参数校核 用第（6）步算出的压缩始点状态与第（1）步的暂时假定值比较（一般只比较压力），如不一致，以第（6）步算出的压力、温度、成分和质量代入第（1）步重新进行计算，直到结果一致。 注意：在迭代过程中，对于排气始点暂时假定的排气管内状态，以前一次算出的计算结果代入，仅作迭代，不作校核。 （8）涡轮增压器的计算 累加每循环全部气缸的涡轮作功，计算压气机出口的压力和温度。 （9）中冷器计算 计算中冷器出口亦即进气管内的压力和温度。 （10）进气管内压力的校核 用算得的进气管压力与第（5）步暂时假定值进行比较，如不一致，代入新算得的压力和温度值，从第（1）步开始重新进行迭代计算。 温度可仅作迭代，不作校核。 三、 计算结果 1）缸内压力、温度随曲轴转角的关系，即缸内P－ 图和 T－ 图。 2）排气管内压力、温度随曲轴转角的关系。 3）燃烧放热率、累积燃烧放热率、缸内压力升高率。 4）增压压力、空气流量、涡轮增压器转速、压气机效率等涡轮增压器的工作参数。 5）柴油机的综合性能参数，如功率、油耗率、转矩、热效率、机械效率、充量系数、过量空气系数、扫气系数、残余排气系数、排气压力和温度等。 5．2 工质成分、比热容、等熵指数、相对分子质量及气体常数 混合气体平均摩 尔定容热容 等熵指数 相对分子量Mr 气体常数R 与混合气体的组成成分有关 把混合气体分成两部分计算 纯燃烧产物 纯空气 纯燃烧产物 : 燃烧过量空气系数时完全燃烧后的燃烧产物。 纯空气： 相对分子质量 对于一般柴油机燃料，其成分按 计算 相对分子质量 表示含有两种气体成分的组成的方法 瞬时排气系数： 某一瞬时气缸内气体中纯燃烧产物的质量与其中纯空气 的质量之比 Mz－该瞬时气缸内气体的总质量 mN－该瞬时气缸内纯空气的质量 广义过量空气系数 某一瞬时气缸内存在的空气量（相当于燃烧以前的）与气缸 内气体所含有的燃烧产物所相当的燃油量理论上燃烧所需空气 量的比值。 －单缸循环供油量（kg）； －化学计量比，即1kg燃油理论上完全燃烧所需的空气量， ＝14.3kg／kg； －某瞬时气缸内已燃的燃油量占循环供油量的份数 燃烧过程中 排气过程中 －燃烧到某一瞬时已燃烧掉的循环喷油量的份数； －从排气门排出的排气量 。 混合气体的摩尔定容热容的计算（内插法） 经验公式： 平均摩尔定容热容 瞬时摩尔定容热容 混合气体其他参数 等熵指数 相对分子质量 气体常数 5．3 缸内热力过程计算