Контрольные вопросы

1. С какой целью снимается индикаторная диаграмма двигателя?

2. Назовите периоды-фазы процесса сгорания.

3. От каких факторов зависит продолжительность периода задержки воспламенения?

4. Почему положение точки максимального давления газов на индикаторной диаграмме не совпадает по углу поворота коленчатого вала с точкой максимальной температуры газов?

5. Почему коэффициент молекулярного изменения смеси больше единицы?

6. Что такое – угол опережения впрыскивания топлива и как он влияет на характер протекания процесса сгорания?

Лабораторная работа №6.Экспериментальное определение теплового баланса двигателя

Цель работы: 1. Получить навыки по испытанию двигателей.

2. Уметь составлять и анализировать тепловой баланс двигателя.

Оборудование: Стенд для испытания двигателя, приборы и аппаратура.

Последовательность выполнения работы

1. Изучить лабораторную установку и порядок ее эксплуатации.

2. Изучить методику замеров и определения расходов воздуха, топлива, температуры, частоты вращения коленчатого вала двигателя.

3. Подготовить протокол испытания.

4. Выполнить контрольный осмотр лабораторной установки и произвести пуск двигателя.

5. Прогреть двигатель и выполнить замеры на установившемся режиме (режим задает преподаватель).

Таблица 7

Протокол испытаний

№ оп.	n, мин-1	h, мм	Вт, г	t, c	Твх	Тог,	Тдв,	Вт, кг/ч	Bв, кг/ч кг/ч	

Расчетные формулы

Часовой расход топлива:

В_Т = ,

где - масса топлива, израсходованного за опыт, г; t-время опыта.

Часовой расход воздуха:

В_в = А ,

где А - постоянная прибора (А=3,10); -разность давления по дифференциальному манометру; - плотность воздуха, кг/м³ .

Коэффициент избытка воздуха:

 = , (l_о=15кг).

Тепловой баланс двигателя представляет собой, определенное опытным путем, распределение теплоты, вводимой в двигатель с топливом:

Q_р = Q_охл.+Q_ог.+Q_п+Q_{хим.неп.}+Q_ост,

где Q_р – располагаемое количество теплоты (вводимое в двигатель с топливом): Q_р=В_т Н_u, кДж/ч;

Н_u–низшая теплотворная способность топлива, для бензина-44000 кДж/кг,

Q_охл. – количество теплоты, отводимое в охлаждающую среду:

Q_охл.=В_о.в. с_в (Т_дв-Т_вх), кДж/ч;

В_ов - количество охлаждающего воздуха, проходящего через двигатель за счет вентилятора:

В_ов=S_aU_ru_ор_в_vв3,6.10³, кг/ч;

где S_a – активная площадь вентилятора: , м²;

D_н, D_в – соответственно наружный и внутренний диаметры колеса вентилятора (определяются по результатам замеров на двигателе),

U_r – окружная скорость на лопатках вентилятора: , м/с;

u_o – относительная осевая скорость воздуха в вентиляторе, принимаемая 0,2…0,3;

_vв – объемный КПД вентилятора, учитывающий утечки воздуха в охлаждающем тракте (_vв=0,8…0,85),

с_в – средняя теплоемкость воздуха, с_в=1,005 кДж/кг. град,

Т_дв – температура воздуха в контакте с головкой двигателя (измеряется термопарой),

Т_вх – температура входящего в двигатель воздуха (определяется по результатам замера температуры воздуха в моторном отсеке лаборатории);

Q_ог – количество теплоты, уносимое с отработавшими газами:

Q_ог = В_г с_гТ_ог – В_в с_вТ_вх , кДж/ч;

В_г – количество отработавших газов: В_г=В_т+В_в ,

с_г, – средняя теплоемкость отработавших газов:

с_г = 0,99 + 12,42 10^-5Т_ог , кДж/кг.град;

Q_п – полезно используемая теплота (при наличии нагрузки –эквивалентна эффективной мощности, при холостом ходе – мощности механических потерь);

Q_{хим.неп.}–количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания: Q_{хим.неп.}=1,210⁵(1-)L_о , кДж/кг;

L_o- количество воздуха в кмолях. (L_o=0,51);

Q_ост –остаточный член теплового баланса, учитывает прочие потери теплоты в двигателе.

Тепловой баланс можно представить в процентах:

100 = q_охл+q_ог+q_п+q_{хим.неп.}+q_ост ,

или q_п +q_ост = 100 - (q_охл + q_ог +q_{хим.неп})%,

где q – удельные составляющие теплового баланса.