Часть 2. Построение винтовой характеристики дизеля с газотурбинным наддувом
Цель работы состоит в построении зависимостей эффективной мощности, часового расхода топлива, удельного эффективного расхода топлива, эффективного КПД, часового расхода воздуха, коэффициента избытка воздуха, среднего эффективного давления, давления наддува, цикловой подачи топлива, крутящего момента от скорости вращения коленчатого вала дизеля при его работе на гребной винт.
2.1 Построение зависимости эффективной мощности от скорости вращения коленчатого вала
Эта зависимость представляет собой кубическую параболу вида, кВт
,
где С - постоянный коэффициент винта, кВт/мин3, он зависит только от загрузки судна и не зависит от режима работы дизеля
,
где Nе - номинальная мощность дизеля, кВт,
nн - номинальная скорость вращения коленчатого вала, мин1.
Значения эффективной мощности заносятся в табл.2.1, после этого строится график Nе = f(n).
2.2 Построение зависимости часового расхода топлива от скорости вращения коленчатого вала
Часовой расход топлива определяется по эмпирической зависимости, кг/ч
где GТН - часовой расход топлива, кг/ч, при номинальной скорости вращения коленчатого вала, определяется по графику на рис.1.1 в зависимости от действующей эффективной мощности дизеля;
n - текущая скорость вращения, мин1, определяется по данным табл.1.1 в зависимости от действующей эффективной мощности дизеля;
nн - номинальная скорость вращения коленчатого вала, мин1.
Значения часового расхода топлива заносятся в табл.2.1.
2.3 Построение зависимости удельного эффективного расхода топлива от скорости вращения
Производится аналогично части 1. Результаты заносятся в табл.2.1. Зависимость нелинейная.
2.4 Построение зависимости эффективного КПД от скорости вращения
Производится аналогично части 1. Результаты заносятся в табл.2.1. Зависимость нелинейная.
2.5 Построение зависимости давления наддува от скорости вращения
Производится по формуле, кПа
,
где рint нoм – номинальное избыточное давление наддува, кПа,
GT – часовой расход топлива по винтовой характеристике, кг/ч;
GTнoм – номинальный часовой расход топлива, кг/ч.
Значения давления наддува заносятся в табл.2.1, после чего строится соответствующий график.
2.6 Построение зависимости часового расхода воздуха от скорости вращения
Для построения этой зависимости необходимо построить вспомогательную зависимость коэффициента наполнения цилиндров от скорости вращения аналогично части 1. Далее часовой расход воздуха определяется аналогично части 1. Так как здесь эта зависимость нелинейная, необходимо строить график по точкам, которые определяются по формуле, как в части 1. Значения часового расхода воздуха заносятся в табл.2.1.
2.7 Построение зависимости коэффициента избытка воздуха от скорости вращения
Производится аналогично части 1. Значения коэффициента избытка воздуха заносятся в табл.2.1.
2.8 Построение зависимости среднего эффективного давления от скорости вращения
Производится аналогично части 1. Значения среднего эффективного давления заносятся в табл.2.1.
2.9 Построение зависимости цикловой подачи топлива от скорости вращения
Производится по формуле
.
Значения цикловой подачи топлива заносятся в табл.2.1.
2.10 Построение зависимости крутящего момента от скорости вращения
Производится по формуле, кН·м
.
Значения крутящего момента заносятся в табл.2.1.
Вывод: Из полученных в результате расчетов нагрузочной (рис.1.2) и винтовой (рис.2.1) характеристик следует, что наиболее целесообразно изменение мощности дизеля по винтовой характеристике, т.к. значения эффективного КПД дизеля выше при меньшем удельном расходе топлива по сравнению с теми же параметрами, полученными по нагрузочной характеристике.
Таблица 2.1
Винтовая характеристика
n |
Ne |
GT |
ge |
e |
pint |
Фс |
Gair |
|
pme |
gц |
Мкр |
|
процент номинала |
мин-1 |
кВт |
кг/ч |
кг/(кВт·ч) |
% |
кПа |
кг/ч |
кПа |
г/цикл |
кН·м |
||
100 |
1500 |
107,0 |
26 |
0,243 |
34,7 |
40 |
1,12 |
574,6 |
1,51 |
901,04 |
0,096 |
0,681 |
90 |
1350 |
78,0 |
23 |
0,300 |
28,1 |
36 |
1,09 |
558,2 |
1,63 |
656,86 |
0,107 |
0,552 |
80 |
1200 |
54,8 |
21 |
0,380 |
22,2 |
32 |
1,06 |
541,7 |
1,78 |
461,33 |
0,120 |
0,436 |
70 |
1050 |
36,7 |
18 |
0,496 |
17,0 |
28 |
1,02 |
525,3 |
1,98 |
309,06 |
0,138 |
0,334 |
60 |
900 |
23,1 |
16 |
0,675 |
12,5 |
24 |
0,99 |
508,9 |
2,23 |
194,62 |
0,160 |
0,245 |
50 |
750 |
13,4 |
13 |
0,972 |
8,7 |
20 |
0,96 |
492,5 |
2,59 |
112,63 |
0,193 |
0,170 |
40 |
600 |
6,8 |
10 |
1,519 |
5,6 |
16 |
0,93 |
476,1 |
3,14 |
57,67 |
0,241 |
0,109 |
Рис. 2.1 Винтовая характеристика дизеля с газотурбинным наддувом
Рис. 2.1 Винтовая характеристика дизеля с газотурбинным наддувом