Госэкзамен / ответы / 66.Влияние температуры и давления атмосферного воздуха и температуры забортной воды на показатели
.doc66. Влияние температуры и давления атмосферного воздуха и температуры забортной воды на показатели работы ГД.
Мощность двигателя и удельный расход топлива гарантируются только при определенных внешних условиях, к которым относятся температура, барометрическое давление и влажность воздуха. Суда работают в температурных режимах от – до + 45 0С температура наружного воздуха, с меняющимся барометрическим давлением и влажностью доходящей до 90 % и более, температура забортной воды от + 2 до + 40 0С. Изменение метеоусловий влияет на работу двигателя (мощность и экономичность). Если двигатель работает на режиме близком к внешней характеристики мах. мощности, то увеличивается температура и влажность воздуха, как и резкое снижение может привести к его тепловой перегрузке. На режимах частичной нагрузки эти перепады сказываются мало.
При повышении температуры воздуха, поступающего в цилиндр уменьшается плотность воздушного заряда, следовательно уменьшается коэффициент избытка воздуха при сгорании (при неизменной порции впрыскиваемого топлива). Это приводит к ухудшению сгорания топлива и повышению его удельного расхода. При неизменном положении органа управления топливоподачи будет уменьшаться величина Pi, следовательно и мощность двигателя. Температура выпускных газов из-за повышения температуры заряда и ухудшения сгорания топлива повысится, следовательно увеличится средняя температура цикла и теплонапряженность двигателя. Для приведения температуры выпускных газов к нормальному значению приходится уменьшать подачу топлива за цикл, что вызовет падение Pi, для двигателя, работающих на ВФШ – снижение частоты вращения.
Эти закономерности распространяются на двигателя без наддува. В двигателях с наддувом влияние температуры окружающего воздуха на энергоэкономические параметры сказывается в меньшей степени, так как благодаря наличию воздухоохладителя можно поддерживать температуру воздуха перед подачей в цилиндры на требуемом уровне. Но возможность охлаждения воздуха ограничивается температурой прокачиваемой через воздухоохладитель забортной водой, у которой температура повышается, чем выше температура воздуха. Снижение температуры надувочного воздуха препятствует его влажность.
При охлаждении влажного воздуха до точки росы (до температуры конденсации) происходит выпадение из него влаги, которая затем поступает в цилиндры вместе с воздухом. Так учитывая, что удельный расход воздуха в современных двигателях составляет 8 – 9 кг (л.с.ч) в цилиндр мощности 3000 л.с за каждый рабочий цикл при определённых внешних условиях выпадает до 50 г. воды. При работе двигателя на режиме полной нагрузки такое количество воды испаряется и проходит весь выпускной тракт, включая ГТН не конденсируясь. При частичных нагрузках наличие конденсата в надувочном воздухе приводит к кислотной коррозии стенок втулки цилиндра и поршневых колец, особенно при работе на топливе с содержанием серы более 1 %. При сгорании такого топлива благодаря взаимодействию серного ангидрида и паров воды образуется серная кислота. Её коррозионная активность резко увеличивается при растворении в воде, поступающей в цилиндры вместе с воздухом. Во избежание выпадения в воздухоохладителе влаги рекомендуется ограничивать температуру охлаждающего воздуха, пределом лежащим несколько выше температуры конденсации влаги в данных условиях и зависит от давления воздуха и его влажности.
Барометрическое давление влияет, как на плотность воздуха засасываемого в цилиндры дизеля без наддува, так и на режим работы ГТН дизеля с наддувом. С уменьшением барометрического давления воздуха плотность снижается, то одновременно уменьшается давление газов перед ГТН и за ним. Совокупное влияние этих факторов приводит к некоторому падению мощности двигателя и увеличение удельного расхода топлива в дизелях с наддувом из-за более высокого давления воздуха перед цилиндрами влияние барометрического давления сказывается несколько меньше, чем в двигателе без наддува.
При низких температурах охлаждающей воды 0 – 10 0С происходит интенсивное переохлаждение двигателя, будет большой перепад между температурой цикла и температурой охлаждающей воды, что негативно сказывается на работе дизеля, увеличивается период задержки воспламенения топлива, скорость нарастания давления в цилиндре, и давления сгорания топлива увеличивается, работа дизеля становится жестче, со стуками, менее экономичнее. При работе в высоких температурах забортной воды идет плохое охлаждение двигателя, так как при работе двигателя на режимах близкому к номинальному идет перегрев двигателя (слишком теплая вода) также идет интенсивное солеобразование в трубопроводах забортной воды (температура забортной воды + 55 0С) и из нее начинают выпадать соли и отлагаться на деталях охлаждения. При слое в 2 – 3 мм отложения, охлаждение ухудшается в 1.5 – 2 раза, ухудшается теплообмен, следовательно перегрев двигателя.