ỏn mụn hc LI NểI U Trong iu kin nn cụng nghip nc ta hin nay, ngnh c khớ cú mt vai trũ rt quan trng L sinh viờn ngnh ng c, em hiu rt rừ iu ú, em cn phi c gng rt nhiu hc nõng cao kh nng chuyờn mụn, em cn phi lm cỏc ỏn mụn hc c bit l ỏn hc chuyờn ngnh Vic tip xỳc vi mt mụn hc m cú s tng hp ca rt nhiu mụn hc nh: Nguyờn lý ng c, ng lc hc dao ng, tớnh toỏn v thit k ng c t trong, sc bn vt liu, dung sai, nguyờn lý mỏy , chi tit mỏy Nờn õy l mt th thỏch rt ln m em cn phi c gng rt nhiu mi cú th vt qua c s ch bo rt tn tỡnh ca cỏc thy cụ giỏo em ó hon thnh c ỏn ny Trong quỏ trỡnh lm ỏn, em khụng th trỏnh c nhng sai lm v thiu sút Em rt mong c s giỳp ca cỏc thy giỏo Em xin chõn thnh cm n! 1 ỏn mụn hc CHNG I TNH TON CHU TRèNH CễNG TC CA NG C T TRONG 1.1 Cỏc thụng s chn 1.1.1 S liu ban u: S liu ban u cn thit cho quỏ trỡnh tớnh toỏn bao gm: 1- Cụng sut ng c: Ne =1300(mó lc)=1300*0,736=956,8(kW) 2- S vũng quay ca trc khuu: n = 700 (vg/ph), 3- ng kớnh xi lanh: D = 250 (mm) 4- Hnh trỡnh pittụng: S = 360 (mm) 5- S xi lanh: i = 6- T s nộn: = 20 7- Th t lm vic ca cỏc xilanh: 1-5-3-6-2-4 8- Sut tiờu th nhiờn liu: ge = 220(g/ml.h) =220/0,736 =255,4348 (g/kW.h) 9- Gúc m sm xupỏp np: = 160 10- Gúc úng mun xupỏp np: = 360 11- Gúc m sm xupỏp x: = 400 12- Gúc úng mun xupỏp x: = 120 13- Chiu di truyn: l = 707 (mm) 14- Khi lng nhúm pittụng: mnp = 46 (kg) 15- Khi lng truyn: mtt = 67 (kg) 16- Kiu ng c: 6N260L-V; ng c diezen hng, tng ỏp, bung chỏy nụng 1.1.2 Cỏc thụng s cn chn: p sut mụi trng: pk p sut mụi trng pk l ỏp sut khớ quyn trc np v ng c p k thay i theo cao nc ta cú th chn pk = 0,1 (Mpa) Nhit mụi trng: Tk La chn nhit mụi trng theo nhit bỡnh quõn ca c nm nc ta Tk = 240C (2970K) p sut cui quỏ trỡnh np: pa p sut mụi trng Pa ph thuc vo nhiu thụng s nh chng loi ng c, tớnh nng tc n, h s cn trờn ng np, tit din lu thụngCú th chn p a phm vi sau pa = (1,2 ữ 1,35)pk Chn pa = 0,12 (MPa) 2 ỏn mụn hc p sut khớ thi: pr p sut ny cng ph thuc vo cỏc thụng s nh p a Cú th chn pr phm vi: pr = (1,10 ữ 1,15) Chn pr = 0,113 (MPa) Mc sy núng mụi cht: T Ch yu ph thuc vo quỏ trỡnh hỡnh thnh khớ hn hp bờn ngoi hay bờn xi lanh i vi ng c diezel T = 200 ữ 400C Chn T = 350C Nhit khớ sút (khớ thi): Tr Ph thuc vo chng loi ng c Tr = 700 ữ 10000K Chn Tr = 8000K H s hiu ớnh t nhit: t T nhit ca mụi cht thay i rt phc nờn thng phi cn c vo h s d lng khụng khớ hiu ớnh Cú th chn t theo bng sau: t 0,8 1,13 1,0 1,17 1,2 1,14 1,4 1,11 Chn t = 1,125 H s quột bung chỏy: ng c khụng tng ỏp: Chn = H s np thờm: Ph thuc ch yu vo pha phi khớ Thụng thng cú th chn: = 1,02 ữ 1,05 Chn = 1,05 10 H s li dng nhit ti im z: Th hin lng nhit phỏt ca nhiờn liu ó chỏy im z so vi lng nhit phỏt t chỏy hon ton 1kg nhiờn liu i vi ng c diezel z = 0,7 ữ 0,85 Chn z = 0,8 11 H s li dng nhit ti im b: b bao gi cng ln hn z Thụng thng: i vi ng c diezel b = 0,8 ữ 0,9 Chn b = 0,85 12 H s in y th cụng:d Th hin s sai lch tớnh toỏn lý thuyt chu trỡnh cụng tỏc ca ng c vi chu trỡnh cụng tỏc thc t S sai lch gia chu trỡnh thc t vi chu trỡnh tớnh toỏn ca ng c xng ớt hn ca ng c iezel vỡ vy h s d ca ng c diezel thng chn tr s nh hn ng c xng Núi chung cú th chn phm vi: d = 0,92 ữ 0,97 Chn d = 0,92 3 ỏn mụn hc 1.2 Tớnh toỏn cỏc quỏ trỡnh cụng tỏc: 1.2.1 Tớnh toỏn quỏ trỡnh np H s khớ sút r: r = r = (Tk + T ) p r Tr pa 1.(297 + 35) 0,113 800 0,08 1 p m t r pa 1 0,113 1,47 17,3.1,05 1,125.1 ữ 0,08 r =0,035013 Nhit cui quỏ trỡnh np Ta: ( TT k + Ta = ) +. T t r 1+ m m r pa ữ pr r 1,47 0,08 1,47 297 + 35 + 0,035013.1,1.800 ữ 0,113 Ta = + 0,035013 Ta =348 H s np v: p Tk pa v = . t r ( 1) ( Tk + T ) p k pa m 1,47 297 0, 08 0,113 v = 17,3.1, 05 1,125.1 ữ ( 17,3 1) ( 297 + 35) 0,1 0, 08 v = 0,735072 Lng khớ np mi M1: D S 30.N e pe = Vh n.i Vh = 4 ỏn mụn hc 432.103 pk v D S n.i M1 = 30.4.g e Tk N e 432.103.0,1.0, 735072.3,14.1,32.1, 4.2080.6 = 30.4.251,3587.297.125,12.4 M1 = 0.65668 (kmol/kg nh.liu) Trong ú: D: ng kớnh xilanh S: Hnh trỡnh pistụng n: S vũng quay ng c i: S xilanh ge: Sut tiờu hoa nhiờn liu Ne: Cụng sut ng c : S kỡ Lng khụng khớ lý thuyt cn t chỏy 1kg nhiờn liu M0: M0 = C H O + + 0,21 12 32 Nhiờn liu ca ng c diezel: C = 0,87; H = 0,126; O=0,004 M0 = 0,87 0,126 0, 004 + + ữ 0, 21 12 32 M0 = 0,494643 (kmol/kg nh.liu) H s d lng khụng khớ : i vi ng c diezel: = M 0, 718781 = = 1, 327585 M 0, 494643 1.2.2 Tớnh toỏn quỏ trỡnh nộn T nhit mol ng tớch trung bỡnh ca khụng khớ: mc v = 19,806 + 0,00209.T (kJ/kmol.) T nhit mol ng tớch trung bỡnh ca sn phm chỏy: H s d lng khụng khớ >1, tớnh theo cụng thc: 5 ỏn mụn hc " 1, 634 187,36 mc v = 19,876 + ữ+ 427,86 + ữ.10 T " 1, 634 187,36 mc v = 19,876 + + 427,86 + 10 T ữ 1, 45313 1, 45313 ữ " mc v = 21, 00047 + 0, 002784.T (kJ/kmol.) T nhit mol ng tớch trung bỡnh ca hn hp: ' Trong quỏ trỡnh nộn mc v tớnh theo cụng thc sau: mv v + r mc v 19,806 + 0, 00209T + 0, 035013 ( 21, 00047 + 0, 002784.T ) mc = = 1+ r + 0, 035013 " ' v ' mc v = 19,85 + 0, 002115.T = av' + bv' T (kJ/kmol.) Ch s nộn a bin trung bỡnh n1: Ch s nộn a bin trung bỡnh ph thuc vo rt nhiu thụng s kt cu v thụng s hnh nh kớch thc xilanh, loi bung chỏy, ph ti, trng thỏi nhit ca ng c v vTuy nhiờn n1 tng theo quy lut sau: Tt c nhng nhõn t lm mụi cht mt nhit s khin cho n1 tng, n1 c xỏc nh bng cỏc gii phng trỡnh sau: 8,314 n1 = a 'v + b 'v ( ) Ta n1 + Chn n1 = 1,36659 VT = 1,36659 = 0,36659 VP = 8,314 = 0, 36658 19,85 + 0, 002115.348 ( 17,31,366591 + 1) VT - VP=0,00001 Tha chn n1 = 1,36659 p sut v nhit cui quỏ trỡnh nộn pc tớnh theo cụng thc sau: pc = pa n1 = 0, 08.17, 31,36659 = 3.935423 (MPa) Nhit cui quỏ trỡnh nộn: Tc = Ta n1 = 348.17,31,366591 = 989, 6328 (0K) Lng mụi cht cụng tỏc ca qỳa trỡnh nộn: Mc = M1 + Mr = M1(1+r) = 0,65668.(1 + 0,035013) Mc = 0,679673 (Kmol/kg nh.liu) 1.2.3 Tớnh toỏn quỏ trỡnh chỏy: H s thay i phõn t lý thuyt 0: = M M1 + M M = =1+ M1 M1 M1 ỏn mụn hc tng mol M ca cỏc loi ng c xỏc nh theo cụng thc sau: H O M = 0,21( ) M + + 32 nl H O M = + ữ 32 i vi ng c diesel: H O 0,126 0, 004 + + 32 = + 32 = + = 1, 048159 M 1,327585.0, 494643 Do ú: H s thay i phõn t thc t : = + r 1, 048159 + 0, 035013 = = 1, 04653 1+ r + 0, 035013 H s thay i phõn t thc t ti im z: z = + Trong ú: z = z 0,8 = = 0,94118 b 0,85 z = 1+ z + r 1, 048159 0,94118 = 1, 043793 + 0, 035013 Lng sn vt chỏy M2: M = M + M = M = 1, 048159.0, 65668 = 0, 688305 (Kmol/kg nh.liu) Nhit ti im z: Tz i vi ng c diezel, nhit Tz c tớnh t phng trỡnh chỏy: ' " z QH + (mc v + 8,314. ).Tc = z mc pz Tz M1 ( + r ) (**) Trong ú: QH - Nhit tr ca du diezel QH = 42,5.103 (kJ/kg nh.liu) mcvc " mc vz ' " z + r m v + ( z ) m v = z + r + ( z ) 0, 035013 1, 048159 0,94118 + ( 21, 2638 + 0, 003Tz ) + ( 0,94118 ) ( 19,806 + 0, 00209Tz ) 1, 048159 ữ = 0, 035013 1, 048159 0,94118 + + ( 0,94118 ) 1, 048159 ữ " mc vz = 21, 03598 + 0, 002805Tz = av" + bv" Tz ỏn mụn hc mc pz " = mcvz " + 8,314 = 29,34998 + 0, 002805.T = a p "+ bp " T Thay tt c vo (**) ta c: 0,8.42500 + (19,85 + 0, 002115.Tz + 8,314.1,58).989,6328 = 1, 043793(29,34998 + 0, 002805.Tz ).Tz 0, 65668(1 + 0, 035013) Gii phng trỡnh trờn ta c: Tz = 2336,582(0K) ỏp sut ti im z: Pz = .p c Trong ú: - l h s tng ỏp, ta chn = 1,58 nh trờn Pz = 1,58.3,935423 = 6, 217968 (MPa) 1.2.4 Tớnh quỏ trỡnh gión n: H s gión n sm : = z TZ 1, 043793.2336, 582 = = 1,55978 Tc 1, 58.989, 6328