10. Тепловой расчёт главного двигателя.

План:

1) 2.0 Расчёт рабочего цикла дизеля

2) 2.1 Параметры выпуска

3) 2.2Параметры конца сжатия

4) 2.3 Расчёт процесса сгорания

5) 2.4Расчёт процесса расширения

6) 2.5 Расчёт индикаторных показателей и построение диаграммы расчётного цикла

7) 2.6 Экономические показатели и расчёт основных размеров дизеля

8) Итоговые значения

Дано:

1. 
   Дизель-прототип: 6ЧСП15/18
   
2. 
   P_e= 101 кВт
   
3. 
   n_e= 1500мин ^-1
   
4. 
   ε_c = 14.2
   
5. 
   P_int= 0 кПа
   
6. 
   P_d=
   
7. 
   T_a= 291 К
   
8. 
   d_кл= 0,06 м
   
9. 
   Содержание в топливе C = 86.4%; H =12.35%; O₂ = 1.25%
   
10. 
    Материал поршня – алюминиевый сплав Ал-4
    
11. 
    i=6
    
12. 
    s= 0.18 м
    
13. 
    ⌀= 0.15 м
    

Обозначения:

P_e– эффективная мощность

p_z –давление сгорания в точке Z расчётного цикла

n_e –частота вращения коленчатого вала двигателя при P_e

ε_c –степень сжатия

i –число цилиндров двигателя

p – давление

p_mi –среднее индикаторное давление рабочего цикла дизеля

T –температура

p_a, T_a –давление и температура окружающей среды

p_d, T_d – давление и температура на входе в дизель без наддува

p_int, T_int– давление и температура на входе в дизель с наддувом

p_g, T_g– давление и температура отработавших газов

s– ход поршня

v_m–средняя скорость

p_r, T_r – давление и температура в конце выпуска

d –диаметр цилиндра

d_кл –диаметр тарелки клапана

p_i, T_i–давление и температура в конце такта впуска

⌀-диаметр цилиндра

ΔT –подогрев свежего заряда, поступающий в цилиндр

n₁, n₂–показатели политроп сжатия и расширения

p_c, T_c –давление и температура рабочего тела в конце такта сжатия

a₁^’ –коэффициент избытка воздуха при сгорании

---

p_y, T_y–давление и температура в конце быстрого сгорания

Индикаторная цилиндровая мощность, кВт -

Частота вращения, об/мин -

Максимальное давление сгорания, МПа -

Давление наддува, кПа -

2.0 Расчёт рабочего цикла дизеля

Так как на моем судне установлен двигатель (6ЧСП15/18), схема газовоздушного тракта дизеля будет выглядеть так:



Рисунок 11. Чертёж газовоздушного тракта двигателя.

Диаграмма расчетного цикла дизеля будет выглядеть следующим образом:



Рисунок 12. Диаграмма расчетного цикла дизеля без наддува.

В расчете рабочего цикла дизеля присутствует два параметра:

1. 
   Убывание:
   

Av= (Amax – Amin) + Amin

2. 
   Возрастание:
   

Av=Amax – K(Amax – Amin)

В данной формуле нам неизвестны определенные значения: К; Amax; Amin; Vm.

Перед поиском данных значений, нам необходимо понять тип дизеля, на котором мы собираемся производить расчёты.

Существует три типа дизелей:

1. 
   Тихоходные
   
2. 
   Средней быстроходности
   
3. 
   Быстроходные
   

Дизель	Vm min, M/c	Vm max, M/c
Тихоходный	3,5	6,5
Средней быстроходности	6,6	9,0
Быстроходный	9,1	12,0

Во-первых найдём среднюю скорость поршня по формуле: Vm= м/c

Нам известен ход поршня S=0,18м и частоту вращения коленчатого вала двигателя = 1500мин ^-1 . Подставляем данные значения в формулу:

Vm=

Из расчёта по этой формуле на известна средняя скорость поршня Vm=9 , а это значит, что наш дизель средней быстроходности.

Отсюда следует, что коэффициент пересчёта интерполяции из формулы K=

---

равен: К =

2.1 Параметры выпуска

Для определения давления выпуска Pr со средней скоростью движения поршня, равной Vm=9 м/с по формуле найдем:

Pr = k(Prmax – Prmin)+Prmin = 1(0,95 – 0,75) + 0,75= 0,95 кПа

Так как двигатель 6ЧСП 15/18 без наддувом, его температура в конце выпуска Tr = (600 – 900)K.

Сначала сделаем интерполяцию по формуле:

Tr = k(Tr max – Tr min) + Tr min = 1( 900 – 600)+600 = 900K

Чтобы найти параметры pt, Tt, Фс, можно вычислить по зависимостям:

1. 
   Начнем с давления в конце впуска Pt:
   

Pt = Pint –

Диаметр цилиндра d нам известен из названия дизеля d=22, а диаметр тарелки клапана d_кл= 0,08 м. Подставляем под формулу:

Pt = 0 – ≈ (-13,34) кПа

2. 
   Находим температуру в конце такта впуска Tt по формуле:
   

Tt =

Упростим расчёт коэффициент остаточных газов r. У дизелей наддувом

Проинтерполируем коэффициент остаточных газов по формуле:

= k( – ) + = 0,6(0,06 – 0,03) + 0,03 = 0,05 K

Так же нужно проинтерполировать подогрев свежего заряда, поступающий в цилиндр , для дизелей без наддувом – (10…5)K:



Т.к в двигателе 6ЧСП18/22 эффектная мощность Pe = 242 kBm, без охладительного компрессора наддувочного воздуха то высчитываем по формуле:

Tint=

=

---

Все значения найдены, теперь подставляем в исходную формулу:

Tt= = 182K

3. 
   Теперь находим коэффициент наполнения Фс по формуле:
   

В методичке степень сжатия =13,1, остальные значения нам уже известны, подставляем под формулу:



2.2 Параметры конца сжатия

По условию нам известны следующие данные:

С	Н	О2
86.5	12.16	1.34

Сначала найдем показатель политропы n1, который изменяется в диапазоне от 1,34 до 1,38. Для этого проинтерполируем n1:

n1= k(n1max- n1min) + n1min= 0,6( 1,38 – 1,34) + 1,34 = 1,36

Теперь находим давление рабочего тела в конце такта сжатия по формуле:

= 154,5 кПа

Находим температуру рабочего тела в конце такта сжатия по формуле:

=459,5 К

Находим количество воздуха теоретически необходимое для сгорания 1кг топлива:



Теперь находим количество «чистых» продуктов сгорания 1кг топлива:

Mo + 0,79 =

Также необходимо учитывать, что смесеобразование в дизеле несовершенно, т.е в цилиндр поступает количество свежего заряда, рассчитываемого по формуле:

Lo

---

Интерполируем коэффициент избытка воздуха сгорания .

Нам известно, что = (1,9…2,2), подставляем в формулу:

= k( ) + = 0,6(2,2 – 1,9) + 1,9 = 2,08

Подставляем в изначальную формулу:

Lo= 2,08 0,486=1,01

Находим количество продуктов сгорания M:

M=Mo+( – 1) = + (2,08 – 1) 0,486 = 1,04

Теперь найдем количество остаточных газов Mr, по фромуле:

Mr =

Находим действительный коэффициент молекулярного изменения:

+0,05) = 1,02

2.3 Расчёт процесса сгорания

Неизвестно температура циклаTz, поэтому находим ее из уравнения сгорания:

=0

Для начала найдем удельные средние молярные изохорные теплоемкости рабочего тела по формулам:







Tz=19,84+0,003Tz

Интерполируем коэффициент использования теплоты при достижении объема.

Для МОД ξz(0,8…0,85)

ξz= 0,6( 0,85 – 0,8) + 0,8 = 0,83

Так же интерполируем степень повышения давления :

---

Смотрите также файлы

• Оценка последствий огненного шара.docx

• Праздничный кулич (трапеза) Кулич праздничный.doc

• Тригонометрия блімі бойынша жиынты баалау 4тосан 9сынып і нса.docx

• CorelDraw Коротко об интерфейсе CorelDraw.docx

• Требования к созданию рабочих программ, в соответствии с фгос третьего поколения.docx