Сделай Сам Свою Работу на 5

Тепловой баланс двигателя





 

Тепло, выделяющееся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, не может быть полно­стью преобразовано в полезную механическую работу. В реальном двигателе потери тепла возрастают из-за трения, теплообмена, неполноты сгорания и других причин.

Распределение тепловой энергии топлива, сгорающего в двигателе, наглядно иллюстриру­ется составляющими внешнего теплового баланса, которые определяются при установив­шемся тепловом состоянии двигателя в процессе его испытаний. Приближенно составляю­щие теплового баланса можно найти аналитически по данным теплового расчета двигателя.

В общем виде внешний тепловой баланс двигателя может быть представлен в виде сле­дующих составляющих:

,

где Qo – общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом;

теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя за 1 с:

;

теплота, передаваемая охлаждающей среде:

где c=0,45-0,53 – коэффициент пропорциональности для четырехтактных двигателей. В рас­четах принимаем c=0,48; i – число цилиндров; D – диаметр цилиндра, см; n – частота враще­ния коленчатого вала двигателя, мин-1; m=0,5-0,7 – показатель степени для четырехтактных двигателей. В расчетах принимаем m=0,67.



теплота, потерянная с отработавшими газами:

где – теплоемкость отработавших газов (определена по табл. 3.9 [1] методом интерполяции при α=1,4 и ); ; определено по табл. 3.6 [1] для воздуха при .

неучтенные потери теплоты:

.

Результаты расчета и процентное отношение к общему количеству теплоты сведем в табли­цу 2.1.

Таблица 2.1

Составляющие теплового баланса Численное значение, Дж/с Процентное соотношение, %
Общее количество теплоты, введенное в двигатель с топливом
Теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя 36,8
Теплота, потерянная с отработавшими газами 25,9
Теплота, передаваемая охлаждающей среде 37,2
Неучтенные потери теплоты 0,1

 


Внешняя скоростная характеристика

 

Скоростная характеристика показывает изменение мощности, крутящего момента, расходов топлива и других параметров от частоты вращения коленчатого вала. Скоростная характери­стика, полученная при полном дросселе, соответствующем номинальной мощности, называ­ется внешней. Внешняя скоростная характеристика позволяет провести анализ и дать оценку мощностных, экономических, динамических и эксплуатационных показателей при работе двигателя с полной нагрузкой.



Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале от nmin=600 мин-1 до nN=2050 мин-1, где nN – частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.

Расчетные точки кривой эффективной мощности определяются по следующей эмпириче­ской зависимости:

,

где Ne и nN – номинальная эффективная мощность (кВт) и частота вращения коленчатого вала (мин-1) при номинальной мощности; Nex и nx – эффективная мощность (кВт) и частота вращения коленчатого вала (мин-1) в искомой точке скоростной характеристики двигателя.

Точки кривой эффективного крутящего момента (Н∙м) определяем по формуле

.

Величину среднего эффективного давления pex (МПа) для рассчитываемых точек можно определить из выражения .

Удельный эффективный расход топлива, г/(кВт∙ч), в искомой точке скоростной характери­стики: , где geN – удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности, г/(кВт∙ч).

Часовой расход топлива, кг/ч .

Коэффициент избытка воздуха. Принимаем . Соединяя точки αnmin и αN прямой линией, получим значения αx для всех расчетных точек дизеля.

Коэффициент наполнения .

Определяем коэффициент приспособляемости K, представляющий собой отношение мак­симального крутящего момента Memax к крутящему моменту MeN, при номинальной мощно­сти .

В табл. 3.1 сводим необходимые величины параметров для построения внешней скоростной характеристики.



Таблица 3.1

Частота вращения коленча­того вала, мин-1 Параметры внешней скоростной характеристики
Ne, кВт ge, г/(кВт∙ч) Me, Н∙м Gт, кг/ч ηV α
57,2 270,7 15,5 0,87 1,1
236,3 966,7 23,9 0,88 1,2
217,8 948,9 32,5 0,87 1,3
185,2 40,1 0,84 1,4

Коэффициент приспособляемости по скоростной характеристике .

Внешняя скоростная характеристика представлена на рис. 3.1.

 

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.