Схематически можно принять
что в процессе выпуска последовательно происходят изоэнтальпийное истечение газов из цилиндров в выпускной коллектор, их перемешивание с продувочным воздухом и перенос отработавших газов к турбине с некоторой потерей теплоты в стенки коллектора.
При перемешивании газов с наддувочным воздухом из уравнения баланса теплоты находится температура смеси.
Уравнение баланса теплоты может быть представлено в виде:
, (45)
где GS; G - суммарный и теоретический расход воздуха;
ТСМ, ТS; ТВ - температуры смеси, воздуха в ресивере и газов в точке “в”:
mCРСМ; mCРS и mCРВ - молярные теплоемкости смеси, воздуха в ресивере и газов в точке “в” (берутся из курса теплотехники).
Принимая mCРВ = mСРСМ , получим
, (46)
Температуру смеси рабочего тела перед турбиной определяют с учетом потерь теплоты на охлаждение:
, (47)
где yr - коэффициент, учитывающий теплоотвод в выпускной системе;
Т’W - температура теплоносителя, охлаждающего коллектор.
В тепловозных дизелях величина yr находится в пределах:
· для коллектора, охлаждаемого водой - 0,1 - 0,15;
· для неохлаждаемого коллектора - 0,01 - 0,03.
В случае охлаждения коллектора водой значение Т’W принимается в пределах 320 - 360 К. Для неохлаждаемого коллектора значение Т’W принимается равной температуре воздуха в кузове тепловоза.