ЗДЕСЬ ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ
1. Исходные данные
Номер варианта – 14.
Коэффициент избытка воздуха – б = 1,0.
Топливо – гексан (C6H14).
Начальная температура горючей смеси (после сжатия в цилиндре)
T0 = 1000/800/600 К.
Средняя теплоемкость горючей смеси 
= 22 кДж/кмоль·К.
2. Мольный и массовый состав топлива по элементам C, H, O
Определяем коэффициенты для гексана:
n = 6;
m = 14;
k = 0.
Анализируя состав формулы по элементам C, H, O получаем:
- число молей С в 1 кг топлива
кмоль/кг,
где µС = 12; µH = 1; µO = 16 – молярные массы элементов топлива.
- число молей Н в 1 кг топлива
кмоль/кг;
- число молей О в 1 кг топлива МО = 0.
Для перехода к массовым долям, кг i / кг топл. числа молей элементов МС, МН и МО, кмоль i / кг топл., необходимо умножить на их молярные массы µi, кг i / кмоль i. Поэтому массовые доли элементов в составе топлива:
кг/кг топл;
кг/кг топл;
.
Проверка:
.
3. Стехиометрическое соотношение воздуха и топлива в горючей смеси
Определяем количество воздуха, необходимое для полного сгорания жидкого топлива. Примем, что воздух состоит из кислорода и азота, их мольные доли:
; 
; 
.
Поскольку основным компонентом воздуха является азот N2, то средняя морярная воздуха близка к азоту: µВ ≈ 29 кг/кмоль. Число молей воздуха, обеспечивающее полное сгорание жидких топлив:
Умножив на молярную массу воздуха µВ ≈ 29 кг/кмоль (близкую к азоту) получим стехиометрическое соотношение масс воздуха и топлива (обеспечивающее полное сгорание) в единицах массы
кг возд/кг топл.
4. Состав продуктов сгорания
Так в задании указано значение коэффициента избытка воздуха б = 1, то имеем дело с полным сгоранием жидкого топлива.
Рассчитаем количество молей i-х компонентов на 1 кг топлива, кмоль i/кг топл:
кмоль/кг топл;
кмоль/кг топл;
кмоль/кг топл;
кмоль/кг топл.
Сумма молей всех компонентов равна количеству молей всей смеси продуктов сгорания (ПС):
кмоль/кг топл.
Мольные доли отдельных компонентов продуктов сгорания равны отношению числа молей компонента к общему числу молей смеси:
;
;
;
.
Проверка:
.
Количество горючей смеси (ГС) до сгорания определим как сумму молей воздуха и топлива, приходящиеся на 1 кг топлива:
кмоль гс/кг топл,
где 
кг топл/кмоль топлл – молярная масса топлива.
В процессе сгорания происходит изменение количества молей ГС, например, легкие и многочисленные моли H2 превращаются в тяжелые и немногочисленные моли H2O. Этот эффект учитывается коэффициентом молекулярного изменения:
кмоль пс / кмоль гс.
5. Теплоемкость газов
Состав продуктов сгорания (ПС) найден ранее. Большую часть составляет азот. Будем считать, что для него зависимость теплоемкости от температуры T линейная:
,
где коэффициенты:
= 19,6 кДж/кмоль пс·К;
= 4,27·10-3 кДж/кмоль пс·К2.
Теплоту сгорания рассчитываем по эмпирической зависимости для жидких топлив:
Приращение внутренней энергии ДU определяется как разность конечной внутренней энергии продуктов сгорания UПС и начальной энергии горючей смеси U0.
.
Здесь 
; 
, где:
.
Обозначим
;
;
.
Решая квадратное уравнение, получаем:
На диссоциацию зат рачивается теплота, значение которой можно оценить эмпирической зависимостью в безразмерных долях:
.
Так как рассчитанное значение 
, то принимаем 
. В данном случае диссоциация отсутствует из-за низкой температуры.
Основные данные сводим в таблицу.
6. Выводы
Анализируя данные таблицы путем сравнения заданного варианта и другого (15-го) можно сделать следующие выводы.
1. Отличие другого варианта заключается в увеличенном коэффициенте избытка воздуха б = 2,0.
2. Увеличение коэффициента избытка воздуха приводит к снижению в составе продуктов сгорания удельной доли воды и углекислого газа, а так же к увеличению удельной мольной доли кислорода и азота. Это объясняется вдвое увеличенным количеством воздуха, участвующим в горении гексана.
3. С другой стороны, увеличенное количество воздуха снижает адиабатную температуру продуктов сгорания.
№ | Форм топл | б | M0 | L0 | в0 | Мольные доли ri | D | C | CД |
|
|
|
| T0 | ||||
O2 | H2O | CO2 | N2 | CO | ||||||||||||||
МДж/кмоль | МДж/кг | К | ||||||||||||||||
14 | С6Н14 | 1,0 | 0,5285 | 15,328 | 1,054 | 0 | 0,1430 | 0,1226 | 0,7344 | - | 15,339 | -23,7-19,5 -15,3 | -23,7 -19,5 -15,3 | 45,067 | 45,067 | 45,067 | 1080,3 905,1 724,2 | 1000 800 600 |
15 | С6Н14 | 2,0 | 0,5285 | 15,328 | 1,027 | 0,1006 | 0,0741 | 0,0736 | 0,7617 | - | 30,667 | -22,8 -18,6 -14,3 | 22,8 -18,6 -14,3 | 45,067 | 45,067 | 45,067 | 1046,4 865,6 678,5 | 1000 800 600 |
