내연 기관 설계 - 연소 해석에 의 한 엔진 설정

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내연 기관 설계 - 연소 해석에 의 한 엔진 설정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

내연 기관 설계
- 연소 해석에 의 한 엔진 설정


1. 기본 재원
2. 실린더 변수에 따른 값 선정
3. 모델링 변수
(1) 구하기
(2) 연소된 질량분율()과 체적분율() 구하기
(3) 점화되기 이전 연소실의 온도와 압력 ()
(4) 연소구간 연소실의 온도와 압력 ()
4. 초기조건 선정
5. 연료(C8H18)의 질량 유동 속도 및 질량
6. 당량비에 따른 상태량 변수
7. 연소 해석
8. 결과

본문내용

내연 기관 설계
- 연소 해석에 의 한 엔진 설정
1. 기본 재원
* 6 기통 4 행정
명 칭
치 수
Bore(직경)
0.089
Stroke(행정)
0.09
Displacement(행정체적)
Compression ratio(압축비)
8 : 1
Clearance volume(간극체적)
Connecting Lod length(커넥팅로드)
0.09
RPM
5000
2. 실린더 변수에 따른 값 선정
B = 0.089, S = 0.09 = 300
2.1 평균 피스톤 속력
2.2 크랭크 반경
2.3 제동 동력
2.4 제동 평균 유효 압력
3. 모델링 변수
조 건
당량비 (Φ = )
0.8
1.2
Spark Timing
(연소기간 동안의 크랭크축 각도)
-연료가 C8H18 일 때의 연소 이론 반응
이론 반응
-공식을 이용한 연소실 내 부피, 온도, 압력 구하기
※ 기본적으로 유도해야 할 식
연소구간이
(1) 구하기
이고
임의의 CA(Crank Angle)에서 행정체적 , 간극체적
이 조건들을 이용하여 에 대입하면
를 유도할 수 있다.
다시 쓰면,
기본제원에서 주어진 조건을 대입해보면
주어진 조건을 만족시키는 연소실 체적 는
(2) 연소된 질량분율()과 체적분율() 구하기
㉠ 연소된 질량분율()
㉡ 연소된 체적분율()
(3) 점화되기 이전 연소실의 온도와 압력 ()
: 연소 전 미연 혼합기가 등엔트로피 압축을 한다고 가정하고 이상 등엔트로피 식을 사용한다.
① 온도
조건에서
(Specifir ration(unburned)
(4. 초기조건 선정에 다시 언급)


② 압력
조건에서
(4. 초기조건 선정에 다시 언급)
(4) 연소구간 연소실의 온도와 압력 ()
: 연소구간에서는 미연가스의 체적과 질량이 감소함과 동시에 기연가스의 체적과 질량이 늘어난다. 따라서 이 구간에서는 미연, 기연가스 모두를 고려해 주어야 한다.
① 온도
㉠ 미연가스의 온도()
: 미연가스는 일정비열, 단열과정으로 변화한다고 가정하면
,

모두 서로를 변수로 포함하므로 프로그래밍하기 위하여 의 다른 식인
으로 대체한다. (a=5, n=3 으로 가정)
㉡ 기연가스의 온도()
: 원칙상으로는 연소하는 연료량에 따른 발열량을 직접 구하여 온도를 계산하여야 하지만 이 대신 연소가 종료하는 시점의 상태량을 등엔트로피 정체조건으로 두어 경계조건을 설정한다.
조건에서
(4. 초기조건 선정에 다시 언급)
② 압력
: 미연가스와 기연가스 모두 이상기체로 가정하고 압력이 동일하게 전파되므로 연소실 구간 전체에서 압력이 균일하다고 가정하면
(3) 연소 후 연소실의 온도와 압력()
: 완전연소를 가정할 경우 미연가스가 존재하지 않으므로 기연가스에 의한 값들로 구할 수 있다.
① 온도
② 압력
4. 초기조건 선정
※ 내연기관을 설계하기 전에 초기 조건을 먼저 선정해 주었다.
Density ratio ()
4
단열화염온도
2394.5
Initial Pressure
101000
Initial Temperature
298
Specific ratio(unburned)
1.31
Specific Heat ratio(burned)
1.21
Fuel
0.9
0.95
내연 기관을 설계하기 위해서 몇 가지를 임의로 가정 하였다.
5. 연료(C8H18)의 질량 유동 속도 및 질량
- 당량비에 따른 연료의 질량 유동 속도
당량비가 0.8 일 때, 실제 공연비는
이고,
당량비가 1.2 일 때, 실제 공연비는
이다.
실제 공기의 질량 유동 속도는
이다.
한 개의 실린더 기관으로 들어가는 연료의 흐름을 알 수 있다.
당량비가 0.8 일 때 연료의 질량 유동 속도는
이고,
당량비가 1.2 일

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