2 Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания
2.1 Задание по разделу
Восьмицилиндровый
четырехтактный дизельный двигатель
работает на топливе с низшей теплотой
сгорания
=42500
кДж/кг
при диаметре
цилиндра D,
ходе поршня S,
угловой скорости вращения коленчатого
вала ω,
расходом топлива В
и механическим коэффициентом полезного
действия ηм.
Среднее индикаторное давление рi
, расход охлаждающей воды через двигатель
Gв
при разности температур воды Δt,
количество газов, полученных при сгорании
1 кг
топлива Vг,
количество воздуха для сгорания 1 кг
топлива Vв,
температура отработавших газов tг,
средняя объемная теплоемкость газов и
воздуха соответственно
=1,45
кДж/(м3·К),
=1,3
кДж/(м3·К),
температура воздуха tв.
Количество тепла вследствие неполного
сгорания топлива, полученное опытным
путем Qн.с.=82
кВт.
Найти
литровую мощность двигателя;
удельный индикаторный расход топлива;
эффективный коэффициент полезного действия двигателя;
составляющие теплового баланса двигателя в процентах.
Значения параметров, необходимых для расчёта выбрать из таблиц 3 и 4.
Значения нижеприведённых параметров выбираются по последней цифре номера зачётной книжки.
Таблица 3
Цифра |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Рi, 105, Па |
7,8 |
7,5 |
6 |
6,5 |
7 |
8 |
7,2 |
7,4 |
6,8 |
6,4 |
D, м |
0,13 |
0,10 |
0,15 |
0,07 |
0,11 |
0,20 |
0,18 |
0,09 |
0,08 |
0,15 |
S, м |
0,11 |
0,13 |
0,1 |
0,05 |
0,11 |
0,15 |
0,12 |
0,1 |
0,09 |
0,11 |
ω, рад/с |
375 |
370 |
355 |
365 |
373 |
380 |
360 |
368 |
371 |
377 |
В, 10-3, кг/с |
15,5 |
15,0 |
13,0 |
10,0 |
14,5 |
16,0 |
15,8 |
14,8 |
12,1 |
13,5 |
ηм |
0,81 |
0,80 |
0,78 |
0,75 |
0,79 |
0,82 |
0,81 |
0,78 |
0,80 |
0,77 |
Значения нижеприведённых параметров выбираются по предпоследней цифре номера зачётной книжки.
Таблица 4
Цифра |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Gв, кг/с |
2,0 |
2,2 |
2,5 |
1,7 |
1,9 |
2,1 |
2,3 |
1,8 |
2,2 |
2,4 |
Δt, °С |
11 |
8 |
5 |
13 |
12 |
10 |
9 |
12 |
10 |
7 |
Vг, м3/кг |
16,6 |
16 |
14,5 |
11,1 |
15,4 |
17 |
16,7 |
15,6 |
13,0 |
12,6 |
Vв, м3/кг |
15 |
15,5 |
13,3 |
11,0 |
13,7 |
15,4 |
15,2 |
14,0 |
11,4 |
11 |
tг, °С |
500 |
550 |
480 |
520 |
510 |
530 |
525 |
490 |
570 |
550 |
tв, °С |
17 |
19 |
15 |
18 |
17 |
19 |
18 |
16 |
20 |
19 |
Производим расчет двигателя внутреннего сгорания в соответствии с индивидуальным заданием
Определение литровой мощности двигателя
Рабочий
объем цилиндра
определяется по формуле
(21)
Частота
вращения коленчатого вала в секунду n,
(22)
Индикаторная
мощность двигателя
определяется по формуле
(23)
где
– тактность двигателя;
– число
цилиндров, шт.
Эффективная
мощность двигателя
находим
по формуле
.
(24)
Литровая
мощность двигателя
,
находим из выражения
(25)
Определение удельного индикаторного расхода топлива
Удельный
индикаторный расход топлива
,
по
формуле
(26)
Определение эффективного коэффициента полезного действия двигателя
Эффективный
коэффициент полезного действия
по
формуле
(27)
Нахождение составляющих теплового баланса двигателя в процентах
Количество
располагаемого тепла в течении секунды
(28)
Тепло,
превращенное в полезную работу
,
(29)
Тепло, превращенное в полезную работу, в процентах
(30)
Тепло,
потерянное с охлаждающей водой
,
кВт
по формуле
(31)
где
– теплоемкость воды.
Тепло, потерянное с охлаждающей водой, в процентах
(32)
Тепло,
потерянное с отработавшими газами
,
(33)
Тепло, потерянное с отработавшими газами, в процентах
(34)
Тепло,
теряемое вследствие неполного сгорания
топлива, определяется опытным путем,
принимается по условию задачи
,
Тепло, теряемое вследствие неполного сгорания топлива, в процентах
(35)
Неучтенные
потери
,
кВт
определяются по формуле
(36)
Неучтенные потери, в процентах
(37)
Для проверки точности расчета составляем тепловой баланс двигателя
(38)