8. Определение среднеинтегральной температуры процесса отвода тепла.

Среднеинтегральную температуру процесса отвода тепла вычислим по формуле:

Таблица 1

Сводная таблица исходных данных и результатов расчета

Наименование	Значения
Параметры точек		p,МПа	v,	Т,	t,	S,
	1	0,098	0,87	297	24	0,0943
	2	0,9	0,155	486	213	-0,044
	3	0,9	0,507	1589,22	1316,22	1,2147
	4	0,098	2,987	1019,7	746,7	1,3763
Характеристики процессов		q	l
	1-2	-23,44	-159,5	136	190,2	-0,1383
	2-3	1176,8	316,8	860,4	1176,8	1,2587
	3-4	68,6	527,3	-458,3	-621,7	0,1616
	4-1	-745	-207,5	-538	-745	-1,2766
Суммы		476,96	474,1	0,1	-0,3	0,0054
Термический КПД цикла			0,381
Термический КПД идеализированного цикла			0,475
Коэффициент заполнения			0,709
Среднеинтегральная температура		,	583,6

Задание №2.

Выполнение расчета теплового баланса четырехтактного дизельного двигателя внутреннего сгорания и определение необходимой поверхности жидкостного радиатора по следующим исходным данным:

Марка двигателя СМД-7

Мощность двигателя 48 кВт

Эффективный КПД 0,32

Рекомендуемое топливо Дизтопливо

Охлаждающая жидкость Вода

Удельный эффективный расход топлива В_к 0.190

Элементарный состав топлива С-86,3

Н-13,4

3-0.3 кДж

Низшая теплотворность топлива 43000

Температура жидкости на входе в радиатор 80

Температура жидкости на выходе из радиатора. 70

Температура воздуха на входе в радиатор 38

Температура воздуха на выходе из радиатора 44

_{Коэффициент теплопередачи радиатора 85}

Расчет теплового баланса двигателя

Здесь необходимо дать определение теплового баланса и записать его в виде формулы:

,

где – располагаемое тепло, выделенное при сгорании рабочей массы топлива в двигателе на номинальном режиме, ;

– теплота, которая рассеивается в системе жидкостного охлаждения, _;

– теплота, которая рассеивается в системе жидкостного охлаждения, _;

– потери тепла с отработавшими газами, _;

– теплота, теряемая вследствие неполного сгорания топлива, _;

– остаточный член теплового баланса, учитывающий потери тепла не

поддающиеся расчету, _.

1. Расчет располагаемого тепла

= , кВт,

где

где - эффективная мощность двигателя, кВт;

- эффективный цикл двигателя;

- низшая теплопроводность топлива, _;

=43000 0,0035=150,5 кВт.

2.Теплота, использованная на получение эффективной мощности двигателя, эквивалентна его эффективной мощности, т.е.

= =48 кВт.

3. Расчет тепла, теряемого системой охлаждения

= _,

где =0,96 кг/с, т.к < 100; = 4,19.

4. Расчет потерь тепла с уходящими газами

= _,

где - объем продуктов сгорания 1 кг топлива, _;

- объем трехатомных сухих газов (С0₂, SО₄), _;

- процентное содержание углерода в 1 кг рабочей массы топлива;

- процентное содержание серы в 1 кг рабочей массы топлива.

_,

- содержание азота в теоретически необходимом количестве _,

- теоретически необходимое количество воздуха для полного сжигания топлива _,

- процентное содержание водорода в 1 кг рабочей массы топлива.

_,

= 0,79 11,241=8,88 _,

- количество водяных паров, образовавшихся при сгорании водорода в топливе и содержащихся в воздухе _,

- коэффициент избытка воздуха, необходимого для полного сжигания топлива принимаем равным для дизелей - 1.3.

,

избыточный объем воздуха _,

_,

= 1,61+8,88+1,72+3,37=15,58 _,

= _,

- объемная изобарная теплоемкость,

- температура уходящих газов для дизельных двигателей равна 800

5. Количество тепла, теряемого при неполном сгорании топлива, определяется их опыта и соответствует 2% от располагаемого тепла.

.

6. Расчет остаточного члена теплового баланса

_.

Полученные результаты сводятся в таблицу

Таблица 2

Единица измерения	Составляющие теплового баланса
	150,5	48	24	57,5	3,01	17,99
%	100	31,8	16	38,2	2	12

Расчет поверхности жидкостного радиатора

Расчет поверхности радиатора базируется на двух уравнениях: уравнения теплопередачи и уравнения теплового баланса.

где К - коэффициент теплопередачи в радиаторе от охлаждающей жидкости к воздуху;

F - поверхность радиатора, участвующая в теплообмене, _;

- средние температуры жидкости и воздуха, _;

- количество жидкости и воздуха, циркулирующих в системе охлаждения, _;

с_ж – массовая изобарная теплоемкость жидкости (принимается для воды 4,19 );

с_в – теплоемкость воздуха (1.05 );

- соответственно температура жидкости и воздуха на входе в радиатор, _;

- соответственно температура жидкости и воздуха на выходе из радиатора, _.

Количество жидкости, циркулирующей в системе охлаждения, определяется из уравнения:

_,

_.

Считая, что температура жидкости и воздуха меняются по линейному закону, поверхность радиатора можно рассчитать по формуле:

_.

Поверхность охлаждения трубчато - пластичного радиатора F омывается воздухом, откладывается из поверхности трубок и пластин.

Зная расчетную поверхность F, оформляется конструкция радиатора. Обычно радиатор выполняется в виде прямоугольника.

Конструктивная компактность радиатора, характеризуется объемным коэффициентом компактности, который вычисляется по формуле:

где F - расчетная поверхность радиатора, ;

- объем сердцевины радиатора, м³;

_,

– фронтовая поверхность радиатора, . Фронтовая поверхность радиатора определяется конструктивно (для расчета может быть принята для двигателей мощностью до 60 кВт – 0,3 );

- глубина радиатора, принимается = 0,05 м,

тогда

Вычислив значение коэффициента компактности радиатора, рассчитывают его глубину по формуле:

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Луканин В.Н. Теплотехника / В.Н. Луканин. - М.: Высшая школа, 2000.-671с.

2. Вукалович М.П. Термодинамика / М.П. Вукалович, И.И. Новиков. М., Машиностроение, 1972. - 312 с.

3. Нащекин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача / В.В. Нащекин. - М.: Высшая школа, 1975. - 369с.

4. Бальян С.В. Техническая термодинамика и тепловые двигатели / С.В. Бальян. -М.: Машиностроение, 1973. -354с.

23