Расчет индикаторных и эффективных показателей дизеля

Расчет индикаторных и эффективных показателей двигателя выполняют с целью определения энергетических и экономических показателей двигателя. Среднее индикаторное давление, отнесенное к рабочему объёму цилиндра (или к полному ходу поршня), определяем с учетом коэффициента скругления диаграммы j_c = (0,95...0,97) по уравнению:

.

Принимаем j_c = 0,97.

Затем рассчитываем среднее эффективное давление (в МПа), индикаторную и эффективную мощность дизеля (в кВт) по уравнениям:

р_ер = р_ih_м,

N_i =0,25p D² S p_i n i z/60,

N_е = N_i h_м.

р_ер = 1МПа

N_i =МВт

N_е = 0.

Показатели экономичности дизеля определяем по следующим уравнениям:

- индикаторный к. п. д. двигателя h_i = R a G_o T_s р_i/(Q_н p_s h_н);

h_i = 0,287×1,85×14,27× 328×1,762/(41868× 0,25×0,9)= удельный индикаторный расход топлива g_i =3600/Q_нh_i;

g_i =кг/(кВт×ч);

- эффективный к. п. д. двигателя h_e = h_i h_м;

h_e = 0,457×0,87=0,4;

- удельный эффективный расход топлива g_е = g_i /h_м.

g_е = 0,188 /0,87=0,216 кг/(кВт×ч);

Рассчитаем расходы топлива и воздуха:

- часовой расход топлива G_тч=g_e N_e кг/ч;

G_тч=

- цикловую подачу топлива g_тц= G_тч/(60 n i z) кг/цикл;

g_тц= 185,2/(60×1000×8×0,5)=0,00077 кг/цикл;

- часовой расход воздуха для сгорания G_вч= a G_o G_тч кг/ч.

G_вч= 1,85×14,27×185,2=4889,2 кг/ч

Расхождение между заданными и расчетными параметрами:

Dp_e=½(p_e-p_e.p)/p_e½100%= (3%

DN_e=½(N_e-N_e.p)/N_e½100%=(< 3%

Dg_e=½(g_e-g_e.p)/g_e½100%=,58%< 3%

Т.к. полученная погрешность получилась меньше 3%, то произведенный расчет можно считать удовлетворительным.

2.2 Расчёт системы наддува.

При газотурбинном и комбинированном наддуве двигателей отработавшие в цилиндрах газы направляются к газовым турбинам турбокомпрессоров.

Производительность компрессоров системы наддува должна быть достаточной для обеспечения очистки цилиндра от продуктов сгорания и заполнения его таким количеством воздуха, которое необходимо для сгорания топлива с заданным коэффициентом избытка воздуха.

Газотурбинный наддув двигателя применяется, если энергия выпускных газов и мощность турбин турбокомпрессоров достаточны для сжатия требуемого количества воздуха до заданного давления наддува.

Выполняем расчёт для номинального режима работы двигателя.

2.2.1Исходные данные для расчета системы наддува:

В качестве исходных данных для расчета системы наддува используем исходные данные и результаты расчета рабочего цикла и показателей двигателя:

- давление окружающей среды р_о= 0,1 МПа;

- температура окружающей среды Т_о =300 К;

- давление воздуха в ресивере за воздухоохладителем р_s =0,25 МПа;

- температура воздуха в ресивере за воздухоохладителем Т_s =328 К;

- теоретический коэффициент молекулярного изменения b_z =1,03;

- давление газов в цилиндре в конце процесса расширения р_b =0,794 МПа

- температура газов в цилиндре в конце процесса расширения Т_b =1137,3К;

- часовой расход топлива G_тч =185,2 кг/ч;

- часовой расход воздуха для сгорания G_вч =4889,2 кг/ч.

Подберём следующие данные:

- коэффициент продувки цилиндров j_а =1,35, т.к. для четырехтактных двигателей j_а находится в диапазоне 1,05...1,35,

- показатель адиабаты сжатия воздуха в компрессоре, обычно принимаемается равным к = 1,4;

- показатель политропы расширения принимаем равным n_г =1,32, т.к. при истечении газов из цилиндра в коллектор, он обычно находится в диапазоне 1,32...1,35;

- давление газов перед турбиной, первом приближении принимаем р_т = 0,85× р_к =0,85×0,25=0,2125 МПа;

- показатель адиабаты расширения газов в турбине принимаем к_г =1,33

-давление газов за турбиной принимаем равным р'_o =0,103 МПа,оно обычно находится в диапазоне 0,102...0,105 МПа у двигателей без утилизации теплоты

- адиабатный к.п.д. принимаем h_ад =0,75

- механический к.п.д. принимаем h_м.к =0,96 обычно равные: для центробежного компрессора h_ад = 0,65...0,75,

- коэффициент полезного действия турбины принимаем h_т =0,75.

Дата добавления: 2015-07-15