1.发动机试验状况:实验室大气系数,试验时应在参数人'T “之间进行1)对于压燃式带进气中冷的涡轮增压式发动机/ '应按下式进行计算:fart 7'——发动机进气绝对温度,K;:' 发动机进气干气压,kPa;Ps=Ph-^h;: 发动机进气湿气压,kPa;'1 发动机进气蒸气压,kPa,进气蒸气压的计算见下面绝对湿度Ha的计算过程中.0.93 «仁《 1.07例,当测得进气湿压力iW'V :1 'r,相对湿度“ 7’时,可计算匚数值得,fa —1(10.6- 2 48161J0.7'273.15 + 31.4^29H J2.湿基排气质量流量仏绅的确定:所有与体积有关的量纲均按标准状况(0^,101 ・325kPa)确定,CO2,O2, H2O, N2组分所用浓度单 位为体积百分数,其他用ppm1) 直接测量法本法需要对排气流量直接进行测量排气流量可用诸如下列设备直接测量:-—压差计,如流量喷嘴(见ISO 5167);――超声波流量计;——涡街流量计排气流量的测量允许偏差为读数的±25%或发动机最大排气流量的±15%,以较大值为准2) 空气和燃料测量法本法需要对空气流量和燃料流量进行测量。
排气流量计算公式如下:Qnuw = %iaw + Qmf「-—湿基排气质量流量,kg/h;湿基进气空气质量流量,kg/h;二厂-—燃料质量流量,kg/h;空气消耗量的允许偏差为读数的±2%或发动机最大排气流量的±1%,以较大值为准 燃料流量的允许偏差为发动机最大燃料消耗量的土 2%.(3)碳平衡:迭代计算法干排气质量流量的计算需要有干排气密度宀和干湿基修正系数''「值,其本身与:■值有关, 从而就与"一的计算结果有关因此,在下述方法中将应用迭代(或多步)计算法•利用■■和的初始 值(例如134kg/m3和1)计算二:「值,由此计算二■:=值,再由这些值计算几•和值根据这些几 乎已经很精确的宀和值,再利用相同公式进行下面迭代计算时,所有数据值就已足够精确,因此在 大多数情况下就不必再进行第三次迭代计算① 步骤一:利用凡•和J的初始值(例如134kg/m3和1)计算二「值先根据碳平衡法用下列公式计算干排气质量流量;■::弘讪―「(GCUzd-X 104 Ccod r 1- , r [X 1 --Vd碳烟浓度,mg/m3,计算时,可以用波许烟度值SN计算得到碳烟浓度,在此计算时原排气中干CO2浓度,%;测得^CO^a环境中干CO2浓度,%;已知,-原排气中干CO浓度,%;测得原排气中湿HC浓度,ppm;测得0。
04%Cq忽略了碳烟的浓度,即令X :l② 步骤二:利用步骤一得到的干排气质量流量;,:计算干进气空气质量流量:-—Qh課6 J 勺諾% (1 — 户 * 0 i)H36)③ 步骤三:利用步骤二得到的干进气空气质量流量:■「和测得的燃料质量流量:计算八•和① 阳ci + QmF X (1 -⑷沖IF X 0,08936)1.24斗2 x H^ + 111.LE7 K &)nLF x竹IF Pr -773.4 x —7nLtii? Pt773.4 + 1.244^ X Ifa屯“F + - gpricrdX ffd X 1000yi,ffd=~ 0-055593 x + 0.008002 x 3阪 + 0.0070046 x 血凸④ 步骤四:利用步骤三计算得到的宀•和「;值再迭代入步骤一,步骤二进行计算得到「一,然后 再利用迭代后计算得到的「一代入下式中进行湿基排气质量流量匸:「的计算_ / % \Qrpteiv ~ Qinart X [1 + I + 9mt将步骤一,步骤二,步骤四合并成一个公式,并进行一些简化[忽略未燃烧的碳烟和假设冷却 器温度固定为4°C,即1/ (1-pr/pb) =1.008],可以利用步骤三计算得到的"和「值直接代入F面更容易使用的湿排气质量流量计算公式中计算+ x 0.09936 — 1xI1 + 1000017 彎f = %TlF^HCw^COd + 鼻(匚eg - Ccgo) x 0.54-0 + io。
x 0.00+71(4) 碳平衡:一步计算法本法需要对燃料消耗、燃料组分和排气组分浓度进行测量注:在本方法的推导中,假设的前提是:当宀I1:;"'J "I(冷却器温度为4C),或1/(1 "畑)-1.财、如"貞和%=°*tmaw=畑3陋T x WRET X 1.41.4 x a det \ L+ ①触F x 0.08936 - 11 x Y293 ++ 少机f X 0,08S?36 — 1小+ 1爲+ 1mevr湿基排气质量流量,kg/h;计算量 燃料质量流量,kg/h; 测得晦ET-—燃料含C量,%质量;} 与燃料组分有关,已知量--――燃料含H量,%质量;-――干基排气流量计算用燃料特定系数;碳系数;"-—进气绝对湿度,又称含湿量,即每千克干空气含水量g,单位为g(水)/kg(干空气)① 干基排气流量计算用燃料特定系数心啲计算:一-燃料质量流量,kg/h;干排气体积流量,m3/h;:::——干进气空气体积流量,m3/h;' 一一干基排气流量计算用燃料特定系数;■■- 一一湿基排气流量计算用燃料特定系数,[m3,每kg燃料从燃烧空气到湿排气的体积变化.对于燃 料组分为:'';;' '门的燃烧,一般燃烧后,由于会产生更多不同的气体,所以体积会增大;对于像H2 类的燃料,由于燃烧后,会产生水,体积有可能会减小].■'[的计算应从燃烧(;■','')所产生的总体积变化中除去燃烧产生的水蒸气,产生的水蒸气的体积计算如下:100 x 2 x A} fi--一一燃料含H量,%质量;——水摩尔体积,22。
414 L/mol;''一一氢原子的原子质量,g, 则,张八=g耐+如f * f脚-—而敦丁则,^ALF x F??iHaO <^ALF %1 4加=爪 — =f张一200冥1”0仍4二『和7心X ° 11118又知,ffw — 0 055594 x ⑴血f + 0-0080021 X + 0.0070046 X(f)^PS代入上式得,ffd = - 0.055593 X 隔丄f+ 0.0080021 x mdel + 0.0070046 x 驱咼注——燃料含H量,%质量;•'亠-—燃料含N量,%质量;}与燃料组分有关,已知量■"—-燃料含O量,%质量;② 几的计算:f 、 Qo(i 5 加A = ^co2d-Cco2ad} X 0 5441 + +-■-'■'--—原排气中干CO2浓度,%; 测得:''■'■■ ■■■—-环境中干CO2浓度% 已知,后面计算组分排放质量流量时需要'' ■■■:"! ■— ——原排气中干CO浓度% 测得!:九丄--原排气中湿HC浓度,ppm; 测得对于燃烧的理想化学计算,假设干进气空气的组分如下:A) 惰性气体浓度"片i】ert = 76.8^t mass 790% vol惰性气体中的CO2其质量浓度为0。
061%,体积浓度为004%B) 氧气浓度' 丄;上「": 21.0% vol③ 儿进气绝对湿度(又称含湿量)的计算:一般在测量过程中,不会对进气绝对温度进行测量,而往往会测量进气口的温度匸加(°C),压力卩加(kPa,相对湿度汕阮(%,由此三个已知量来推导进气绝对湿度此外,Ha在GBT81901 Pag32关于NOx的干湿基修正内容中标为空气滤清器入口处的大气湿度,即表明了宀基本可以等价为大气的湿度,并不是经增压冷却后进入稳压箱中的空气的湿度推导过程如下:A.该温度下的饱和蒸气压(又称饱和水汽压)」(kPa) 饱和蒸气压的计算有多种方法:(I)饱和蒸气压仅与温度t有关,atX t3 + 8.105250°C时的水气压,值为6.1078;t 水蒸气的温度,C1的原因是单位转换的需要,因为0.1后面计算得到的结果单位为hpa (百帕) 水面和冰面饱和水汽压不同,a、b系数取值不同:t> —15°C水面:a=17.269, b=3586-40°CVtV-15°C冰水混合= °血)2[〔1]0 +旳x卷七-(30 + 2t) x耳切t<—40°C冰面:a=21.8746,b=7.66(II)根据GB/T 8190.1 A。
15的简化公式:W32760=(4.856881 + 0.2660089 X t + 0.01688919 X t2-7.477123 X 10-5X 10-6 X £4-3.115221 x 10_8X x(III)采用Antoine公式(适用于0C~150C)1RP = + C)P——物质的蒸气压,毫米汞柱,1mm汞柱=1333Pa; t—-温度,C;A、B、C——系数,查表可得温度t范围(°C)ABC60—1507 966811668.210228 0000-60&107651750.286235 000经整理可得,133 3es 1000 wB. 该温度下的蒸气压(又称水汽压)e (kPa)RH x岂100%C.注:如果相对湿度测量值为45 %则,上式中的RH应为45,即100%=0.45 X该温度下的进气绝对湿度'川(g/kg)Ila = 622注:一般情况下,由于柴油机进气口的温度"(°C)压力"(kPa)相对湿度汕(%),与环境温度、压力、相对湿度非常接近,所以上述三个量也可以用环境温度、压力、相 对湿度来代替,但在有条件的情况下,测量点应尽量在进气口处进行测量对于有涡轮增压并有中冷的柴油机的进气绝对湿度,由于经过中冷器冷却后,空气一 般都会成为饱和蒸气,所以此时的进气绝对湿度应为饱和绝对湿度,只通过测量稳压箱 温度、与稳压箱压力,不必利用相对湿度即可计算。
5) 氧平衡法与碳平衡法相同,氧平衡法需要对燃料消耗、燃料组分和排气组分浓度进行测量与理论排气质量流量相比,氧平衡法的偏差要稍大一些(可达1%,而碳平衡法小于0因此 应优先采用碳平衡法6) 空气流量和空一燃比测量法利用空气流量和空一燃比来计算排气质量,瞬时排气质量流量的计算如下:qmew = X「:. 湿基排气质量流量,kg/h;:;r' ■■■ -—湿基进气空气质量流量,kg/h;①理想空燃比九儿啲计算:30十十1+)1T551 X + 1.00794x7+ 15.9^4 X E + 11.0067 X 6 + 32.065 X y'F戏 理想空燃比,kg/kg;与燃料组分有关,已知量—— (H/C )摩尔比; 卜;——(C/C)摩尔比; :—(S/C)摩尔比; '—-(N/C)摩尔比; (O/C )摩尔比;注:燃料组分为匚八―时,『-对于不含C的燃料(如:氢),不能用上式计算② 过量空气系数」的计算:{ QflX 10-" /K 100 - -C/ycX 10 -4f 2 x x 10 ■ 4 i1 a x L(;。