KP_SGEO_Dizelya

цикловыми подачами топлива и другими факторами. Температура сгорания выше 2000 К нежелательна из-за возможной диссоциации газов.

Объём газов в камере сгорания для цикла со смешанным подводом теплоты определяют из системы уравнений (14), (15), которую можно

рабочего цикла, степени быстроходности двигателя, угла опережения впрыска топлива, изменяется в пределах 1,2 ÷ 1,7.

4.6 Расширение

Расширение – это основной рабочий (полезный) ход поршня двигателя. Процесс расширения имеет весьма сложный характер, так как включает комплекс взаимосвязанных переменных факторов: изменение давления и температуры, непрерывный теплообмен между газами и охлаждающими стенками, догорание топлива, утечки газов через неплотности поршневых колец и др. Как и процесс сжатия в реальном цикле, расширение не адиабатный, а политропный процесс с переменным показателем политропы.

В начальной стадии расширения происходит догорание топлива, не успевшего сгореть в период видимого сгорания. При этом осуществляется

дополнительный подвод теплоты к продуктам сгорания, повышающий их температуру. Вследствие этого показатель политропы расширения на этом

теплоты стенкам (в связи с увеличением охлаждающей поверхности цилиндра) возрастает. Это неизбежно приводит к увеличению показателя

процесса расширения условно принимают за политропу средним постоянным

из-за сокращения времени на процесс расширения, а следовательно, из-за снижения теплоотдачи к стенкам. Кроме того, интенсифицируется догорание топлива, что также приводит к снижению показателя . С ростом объёма

увеличивается количество продуктов сгорания, их температура, теплоотдача к стенкам, а следовательно, и . В расчётном цикле предполагается, что расширение происходит до НМТ.

Поэтому объём в конце расширения будет равен полному объёму . По уравнению политропы определим давление и температуру в конце процесса

Дальнейшее расширение продуктов сгорания в рабочем цилиндре ниже указанных пределов нецелесообразно, так как требует соответствующего увеличения хода поршня и даёт ничтожное прибавление полезной мощности. Более эффективно использовать оставшийся перепад давлений газов в турбокомпрессорах дизелей с наддувом, принимая во внимание относительно высокие КПД турбин при срабатывании больших количеств газов с малым перепадом давлений.

При высоких степенях форсирования и наддува температура не должна превышать 1200 К во избежание сокращения срока службы выпускных клапанов.

4.7Выпуск

Выпуск продуктов сгорания осуществляется с некоторым опережением, т.е. несколько ранее прихода поршня в НМТ, чтобы избежать большого противодавления на поршень, ускорить и улучшить очистку цилиндра от остаточных газов. На преодоление гидравлических сопротивлений выпускного тракта (клапана, трубопровод, глушитель и т.д.) затрачивается работа, которая тем больше, чем выше скорость газов.

Давление газов в цилиндре за период выпуска не остаётся постоянным. Так как характер колебаний давления не поддаётся точному теоретическому расчёту, вместо переменного давления используют среднее постоянное

большие – к быстроходным.

Температура газов в период выпуска также не остаётся постоянной. Средняя температура газов непосредственно за выпускным коллектором:

Основным требованием, предъявляемым к устанавливаемому на судне двигателю, является мощность, достаточная для обеспечения заданной

скорости судна и для приведения в действие генераторов электрического тока или других механизмов.

Из курса физики известно, что работа, совершаемая расширяющимся газом, равна произведению давления на объём. Поэтому работа, совершаемая силами давления газов в цилиндре за один цикл, определяется площадью индикаторной диаграммы. В цилиндре двигателя работа совершается при переменных значениях давления и объёма. С достаточной степенью точности можно подобрать такое давление газов, при умножении которого на рабочий объём цилиндра будет получена работа, соответствующая площади диаграммы. Это условное давление называется средним индикаторным давлением (обозначается ). Оно представляет собой такое условное постоянное давление, которое, оказывая воздействие на поршень, совершает за один ход работу, эквивалентную работе газов в цилиндре за цикл (см.рис.1). При помощи среднего индикаторного давления индикаторная

Итак, индикаторный КПД характеризует степень использования теплоты в цилиндре реального двигателя с учётом всех потерь, кроме

т.е. расход топлива на единицу полезно использованной теплоты. Если в качестве единицы теплоты взять 1 кВт·ч, то зависимости (21) и (24) будут

иметь вид

= и =

NeГД – эффективная мощность главного двигателя (мощность, снимаемая с выходного фланца двигателя);

работающего в свободной воде, так взаимодействие винта и корпуса и неравномерность скоростей набегающего на винт потока воды. Количество винтов зависит от типа судна, их частоты вращения, имеющихся ограничений по их диаметру и ряда других факторов. В первом приближении оно может быть задано или принято по наиболее близкому подобному судну.

Расчет буксировочной мощности. Буксировочная мощность – это мощность, которую необходимо затратить на преодоление сил сопротивления. Буксировочная мощность определяется выражением:

NR R , где R – сопротивление, кН; υ – скорость судна, м/с.

Сопротивление R определяется опытным путем в исследовательских бассейнах посредством буксировки моделей с последующим перерасчетом результатов на натуру, а также аналитическими методами, применяемыми в

расчетах ходкости. По результатам определения R строится зависимость сил сопротивления от скорости, а по ней и буксировочная кривая N = f(υ).

В первом приближении расчет буксировочной мощности может быть выполнен с использованием приближенных методов определения сопротивления судна. Одним из таких методов является способ Э.Э.

длина судна по конструктивной ватерлинии (КВЛ), м; С – эмпирический коэффициент, определяемый по диаграмме Э.Э. Папмеля (см.рис.9); х – коэффициент, учитывающий влияние выступающих частей (см.таблицу 2); λ

Рис.9 Диаграмма Папмеля