版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
發(fā)動機工作過程數(shù)值計算作業(yè)缸內封閉過程數(shù)值計算學 院:汽車學院專 業(yè):動力機械及工程學 號:2023年五月氣缸封閉過程的數(shù)值計算一、根本熱力學模型圖1 發(fā)動機缸內熱力系統(tǒng)在簡化假設的根底上,取氣缸為一個熱力學系統(tǒng),如圖1所示。這個熱力系dmdmdm;A E BT、PVm及u為缸內瞬時氣體溫度、壓力、體積、燃料質量及比內能。二、簡化假設假定工質為抱負混合氣體;假定缸內各處溫度、壓力及混合氣濃度均勻;用純空氣的氣體常數(shù)代替混合氣氣體常數(shù);假定掃氣完全,即不考慮剩余廢氣;不計漏氣損失,并假定只有在燃燒始點才有燃油噴入氣缸;按代用燃燒規(guī)律進展噴油,并認為著火延遲等于零;100%。三、根本方程PV=mRT2、壓縮期(ES
)VBdT=1d mcv
dQ dV〔dw-pd〕dm=0d3、燃燒期(VB
)VEdT 1
dQ dQ
dV dm ud能量方程:d=mc v
dw-pd
-ud
-m d〕質量方程:4、膨脹期(VE
dmdmB=1 dQBd d H du )AOdT=1d mcv
dQ dV〔dw-pd〕dm=0d四、其他計算公式1、氣缸瞬時工作容積:2 V()Vh[ 1cos 2
sin2)]2 1 s1 VV h 4 式中:Vh-氣缸行程容積VL-壓縮比-曲柄連桿比sS-活塞行程D-氣缸直徑2、氣缸容積隨曲軸轉角變化率:sinsincos12sin2s h[sin ]d 2 s3、單位曲軸轉角的傳熱量:dQw13A
T)d 6n
i1
i Wii1-活塞i2-氣缸蓋i3-氣缸套A-傳熱外表積i1 A D2;A 1.5A;A 1 4 2 1 3 DT -傳熱外表平均溫度WiT 560K;TW1
548K;TW3
548K-換熱面平均的瞬時傳熱系數(shù)Woschni130T-0.53P0.8D0.2[cc
c
1(PP
)]0.8T1m 2PV 0T式中:Vh
11-活塞行程容積c-氣體速度系數(shù)1壓縮、膨脹階段c1
2.280.308cuc換氣階段 c1
m6.180.417cucmc-燃燒室外形系數(shù),直噴式燃燒室c=3.24X10-32 2c 6.9m/smP、V1 1
、T分別為壓縮始點的氣缸壓力、容積、溫度。分別1102kPa,0.89L,375KP100kPa0]4、代用放熱規(guī)律:]
m1QB
mBu B0B
H[1e6.908(u
VB)dQd
6.908u
m HB0
VB)m
6.908(
)m1
-燃燒效率,取為100%uH42500kJ/kgum1.080°CAm 3.5421X10-6kgB0 -338°CAVB5、工質內能:u0.14455[(0.097546.4
0.04850.75
)(T273)3106(7.768
3.360.8
)(T273)2104(489.6
)(T273)102
1356.8]式中:-瞬時過量空氣系數(shù)1〕壓縮階段,取104。燃燒階段:L mLLm ()0 Bd mL dQBd L0
m2H dB u膨脹階段: mL =constLm0 B0
L14.3kg/kg0m(-噴入燃料量隨曲軸轉角的變化函數(shù)Bm -每循環(huán)噴油量B0u 0.0485 3.36c ( )V T V
0.14455[3(0.097546.4
)(T273)21062(7.768
0.8)(T273)104(489.6
)102]7、比內能對過量空氣系數(shù)的偏導u0.14455[0.750.04851.75(T273)31060.83.361.8(T273)21040.9346.41.93(T273)102]BmH=mL+mBBdm
1 dQHBd HB
H du五、龍格—庫塔法的計算步驟 ,Ti if(
,T)T”i i 1K1
f(Ti,i
)T”1TK1i
2K,T 1)T”Ki 2 i 2 2
f(,T 1)T”K2 i 2 i 2 2KTK2i
2K,T 2)T”Ki 2 i 2 3 K
f( ,T 2)T”3 i 2 i 2 3TKi 3i
,Ti
K)T”3 4K4
f(
,Ti
K)T”3 41 1步驟十二:(K2K 2K K) 6Ti1
1 2 3TT”i 5
4 6 1
2 3 4 5六、發(fā)動機根本參數(shù)發(fā)動機型號:ZH105W=16.5排量:Vh
=0.96Ls=115mm缸徑:D=105mm燃燒持續(xù)角:80°CA曲柄半徑和連桿長度比s配氣相位:
=0.3〔上止點前〕12°CA〔下止點后〕38°CA〔下止點前〕55°CA〔上止點后〕12°CA七、程序框圖開頭開頭定義自定義函數(shù)“ysgm文件定義自定義函數(shù)“rsgm文件定義自定義函數(shù)“pzgcm文件調用自定義函數(shù)“ysg庫塔法解微分方程輸出壓縮過程fai,T調用自定義函數(shù)“rsg庫塔法解微分方程輸出燃燒過程fai,T調用自定義函數(shù)“pzgcc微分方程輸出膨脹過程fai,TV-fai曲線、T-fai曲線、P-fai曲線完畢八、源程序〔matlab〕1、壓縮過程functionf=ysgc(fai,T)P1=102023;%壓縮始點氣缸內氣體壓力,單位pam3T1=375;%壓縮始點氣缸內氣體的溫度〔計算得KR=8.314;%J/mol.kML=29;%空氣摩爾質量,單位g/molnL=P1*V1/R/T1;%空氣摩爾量,單位molglmd=10000;%過量空氣系數(shù)c1=2.29;%氣體速度系數(shù)cm=6.9;%活塞平均速度〔計算得m/sc2=3.24*10^-3;%燃燒室外形系數(shù)Vh=0.96/16.5*15.5/1000;%行程容積,單位m3paksai=16.5;%壓縮比lmds=0.3;%曲柄連桿比V=Vh/2*(2/(ksai-1)+1-cos(fai)+1/lmds*(1-sqrt(1-lmds^2*sin(fai)*sin(fai))));%m3A1=pi*D^2/4;%活塞傳熱外表積,單位m2A2=1.5*A1;%氣缸蓋傳熱外表積,單位m2A3=4*V/D;%氣缸套傳熱外表積,單位m2Tw1=560;%活塞外表的平均溫度,單位KTw2=548;%氣缸蓋外表的平均溫度,單位KTw3=548;%氣缸套外表的平均溫度,單位Kn=1800;%發(fā)動機的轉速,單位r/minparef=0.130*T^(-0.53)*(P/100000)^0.8*D^(-0.2)*(c1*cm+c2*Vh*T1*(P-P0)/P1/V1)^0.8;%換熱面平均的瞬時傳熱系數(shù),單位KJ/m2.s.KdQw_dfai=1/6/n*ref*(A1*(Tw1-T)+A2*(Tw2-T)+A3*(Tw3-T));%單位曲軸轉KJcv=0.14455*(-3*(0.0975+0.0485/lmd^0.75)*(T-273)^2*10^(-6)+2*(7.768+3.36/lmd^0.8)*(T-273)*10^(-4)+(489.6+46.4/lmd^0.98)*10^(-2));%定容比熱,單位KJ/Kg.KdV_dfai=Vh/2*(sin(fai)+lmds*sin(fai)*cos(fai)/(sqrt(1-lmds^2*sin(fai)*sin(fai))));%氣缸容積隨曲軸轉角的變化率f=1000/mL/cv*(dQw_dfai-P/1000*dV_dfai);ysgc[fai,T]=ode45(”ysgc”,[(180+38)/180*pi:5/180*pi:(360-22)/180*pi],375)2、燃燒過程rsgcm文件,源程序如下:functionf=rsgc(fai,T)壓縮始點氣缸內氣體壓力,單位pam3壓縮始點氣缸內氣體的溫度,單位Km氣體常數(shù),單位J/mol.k空氣摩爾質量,單位g/molmolgc1=2.29;%氣體速度系數(shù)活塞平均速度,單位m/sc2=3.24*10^-3;%燃燒室外形系數(shù)m3yinu=1;%燃燒效率m=1;%燃燒品質指數(shù)柴油理論空燃比gKJ/Kg噴油始點對應的曲軸轉角drfai=80/180*pi;%燃燒持續(xù)角ksai=16.5;%壓縮比曲柄連桿比V=Vh/2*(2/(ksai-1)+1-cos(fai)+1/lmds*(1-sqrt(1-lmds^2*sin(fai)*sin(fai))));%m3QB=yinu*mB0/1000*Hu*(1-exp(-6.908*((fai-faivb)/drfai)^(m+1)));%累積放熱KJdQB_dfai=6.908*yinu*mB0/1000*Hu/drfai*(m+1)*((fai-faivb)/drfai)^(m+1)*exp(-6.908*((fai-faivb)/drfai)^(m+1));%單位曲軸轉角對應的放熱量fai的時刻,Kglmd=mL/1000/(mB+0.0000000001)/L0;%過量空氣系數(shù)mH=mL/1000+mB;%曲軸轉角對應fai的時刻,氣缸內混合氣的質量,單位Kgcv=0.14455*(-3*(0.0975+0.0485/lmd^0.75)*(T-273)^2*10^(-6)+2*(7.768+3.36/定容比熱,單位KJ/kg.KdV_dfai=Vh/2*(sin(fai)+lmds*sin(fai)*cos(fai)/(sqrt(1-lmds^2*sin(fai)*sin(fai))));%氣缸容積隨曲軸轉角的變化率,單位m3活塞傳熱外表積,單位m2氣缸蓋傳熱外表積,單位m2氣缸套傳熱外表積,單位m2發(fā)動機的轉速,單位r/min,paparef=0.130*T^(-0.53)*(P/100000)^0.8*D^(-0.2)*(c1*cm+c2*Vh*T1*(P-P0)/P1/換熱面平均的瞬時傳熱系數(shù),單位KJ/m2.s.KdQw_dfai=1/6/n*ref*(A1*(Tw1-T)+A2*(Tw2-T)+A3*(Tw3-T));%單位曲軸轉KJdmH_dfai=1/Hu*dQB_dfai;%氣缸內氣體隨曲軸轉角的變化率,Kgu=0.14455*(-1*(0.0975+0.0485/lmd^0.75)*(T-273)^3*10^(-6)+(7.768+3.36/lmd比內能,單位KJ/Kgzdu_zdlmd=0.14455*(0.75*0.0485*lmd^(-1.75)*(T-273)^3*10^(-6)-0.8*3.36*lmd^(-1.8)*(T-273)^2*10^(-4)-0.93*46.4*lmd^(-1.93)*(T-273)*10^(-2));dlmd_dfai=-mL/1000/L0/(mB+0.0000000001)^2/Hu*dQB_dfai;f=1/mH/cv*(dQB_dfai+dQw_dfai-P/1000*dV_dfai-u*dmH_dfai-mH*zdu_zdlmd*dlmd_dfai);rsgc[fai,T]=ode45(”rsgc”,[(360-22)/180*pi:1/180*pi:(360-22+80)/180*pi],843)3、膨脹過程functionf=pzgc(fai,T)P1=102023;%壓縮始點氣缸內氣體壓力,單位pam3T1=375;%壓縮始點氣缸內氣體的溫度,單位KR=8.314;%J/mol.kML=29;%空氣摩爾質量,單位g/molmolmL=nL*ML;%壓縮始點氣缸內氣體質量,單位gKgL0=14.3;%理論空燃比D=0.105;%氣缸直徑,單位mc1=2.29;%氣體速度系數(shù)cm=6.9;%活塞平均速度,單位m/sc2=3.24*10^-3;%燃燒室外形系數(shù)S=0.115;%活塞行程,單位mm3paksai=16.5;%壓縮比lmds=0.3;%曲柄連桿比V=Vh/2*(2/(ksai-1)+1-cos(fai)+1/lmds*(1-sqrt(1-lmds^2*sin(fai)*sin(fai))));%m3A1=pi*D^2/4;%活塞傳熱外表積,單位m2A2=1.5*A1;%氣缸蓋傳熱外表積,單位m2A3=4*V/D;%氣缸套傳熱外表積,單位m2Tw1=560;%活塞外表的平均溫度,單位KKKn=1800;%r/minparef=0.130*T^(-0.53)*〔P/1000)^0.8*D^(-0.2)*(c1*cm+c2*Vh*T1*(P-P0)/P1/V1)^0.8;%KJ/m2.s.KdQw_dfai=1/6/n*ref*(A1*(Tw1-T)+A2*(Tw2-T)+A3*(Tw3-T));%單位曲軸轉角的傳熱量cv=0.14455*(-3*(0.0975+0.0485/lmd^0.75)*(T-273)^2*10^(-6)+2*(7.768+3.36/lmd^0.8)*(T-273)*10^(-4)+(489.6+46.4/lmd^0.98)*10^(-2));%定容比熱dV_dfai=Vh/2*(sin(fai)+lmds*sin(fai)*cos(fai)/(sqrt(1-lmds^2*sin(fai)*sin(fai))));%氣缸容積隨曲軸轉角的變化率f=1/(mL/1000+mB0)/cv*(dQw_dfai-P*dV_dfai);pzgc[fai,T]=ode45(”pzgc”,[(360-22+80)/180*pi:5/180*pi:(540-55)/180*pi],997)九、程序運行結果1、壓縮過程表1 壓縮過程運行數(shù)據結果faiV〔L〕T〔K〕P〔bar〕faiV〔L〕T〔K〕P〔bar〕3.800.89375.001.024.940.47479.002.453.890.87378.301.055.030.43495.832.783.980.85382.131.095.110.39514.833.184.070.82386.531.145.200.35536.303.704.150.80391.561.195.290.31560.614.354.240.77397.271.255.380.27588.165.194.330.74403.741.335.460.24619.396.294.420.70411.061.415.550.20654.807.754.500.67419.301.525.640.17694.839.684.590.63428.591.645.720.15739.7912.284.680.59439.051.795.810.12789.5915.754.760.55450.821.975.900.10843.3420.304.850.51464.072.18注:瞬時容積V、缸內氣體瞬時P是用excel2、燃燒過程表2 燃燒過程運行數(shù)據結果faiV〔L〕T〔K〕P〔bar〕faiV〔L〕T〔K〕P〔bar〕5.900.1006843.3420.306.610.09001268.6057.245.920.0969854.1021.356.630.09331266.8056.265.930.0933865.3022.456.650.09691264.3055.265.950.0899876.7023.616.670.10061261.3054.225.970.0867888.4024.836.680.10441257.8053.165.990.0837900.5026.126.700.10841253.7052.086.000.0808913.0027.476.720.11261249.1051.006.020.0781925.8028.896.740.11691244.1049.916.040.0756939.2030.386.750.12141238.6048.836.060.0732953.0031.946.770.12601232.8047.756.070.0710967.2033.576.790.13071226.6046.686.090.0689981.9035.276.810.13561220.0045.616.110.0671996.9037.026.820.14071213.2044.576.130.06541012.3038.836.840.14581206.1043.546.140.06391027.9040.686.860.15111198.7042.536.160.06261043.7042.566.880.15661191.1041.536.180.06141059.6044.456.890.16221183.3040.566.200.06041075.5046.346.910.16791175.4039.626.210.05961091.2048.216.930.17371167.3038.696.230.05901106.8050.046.950.17971159.1037.796.250.05861122.0051.816.960.18571150.8036.916.270.05831136.8053.496.980.19191142.4036.056.280.05821151.1055.087.000.19821134.0035.226.300.05831164.8056.547.020.20461125.6034.426.320.05861177.8057.867.030.21121117.1033.636.340.05901190.0059.047.050.21781108.7032.886.350.05961201.5060.057.070.22451100.2032.146.370.06041212.1060.907.090.23131091.8031.446.390.06141221.8061.577.100.23821083.5030.756.410.06261230.6062.067.120.24521075.2030.096.420.06391238.5062.407.140.25241066.9029.446.440.06541245.5062.557.160.25951058.8028.826.460.06711251.6062.567.170.26681050.8028.226.480.06891256.8062.417.190.27421042.8027
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 藝術品展覽租賃承包合同
- 2024年版:建筑工程施工分包協(xié)議書模板
- 醫(yī)療衛(wèi)生經費管理規(guī)范
- 品牌故事講述櫥窗施工合同
- 2024年度電商企業(yè)文化建設與推廣合同6篇
- 珠寶加工工廠房屋租賃合同
- 教育培訓機構土地租賃協(xié)議
- 設備典當合同樣本
- 醫(yī)療服務科醫(yī)生勞動合同
- 食品安全監(jiān)管投標管理辦法
- 沈陽職業(yè)技術學院單招《職業(yè)技能測試》參考試題庫(含答案)
- 高等數(shù)學課件第一章函數(shù)與極限
- 黃石市黃石港區(qū)2023-2024學年八年級上學期期末數(shù)學測評卷(含答案)
- 朗格罕斯細胞組織細胞增生癥課件
- 納米技術在光電領域的應用
- 人工智能與區(qū)塊鏈的融合之路
- 船舶與海洋工程導論(船舶設計與建造)期末單元測試與答案
- 宮腔鏡可行性報告
- 預付式消費監(jiān)管服務平臺建設方案
- 醫(yī)院放射診療輻射防護培訓手冊
- 2024年應急管理部宣傳教育中心招考聘用筆試歷年難、易錯考點試題后附答案帶解析
評論
0/150
提交評論