Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Конечник.docx
Скачиваний:
4
Добавлен:
04.08.2019
Размер:
3.13 Mб
Скачать

1 РАСЧЕТЫ ДВС С ПОМОЩЬЮ ЭВМ

1.1 Оптимизационный расчет рабочего процесса ДВС

В данном разделе выполнен оптимизационный расчет цикла ГД 8S80MC-C с использованием программного обеспечения, разработанного на кафедре ЭМСС [11, 12]. Цель расчета - определение оптимальных параметров работы ДВС, при которых он обеспечивает заданную эффективную мощность Nе = 21840 кВт. Целевой функцией является расход топлива. Минимальный расход топлива ограничивается требованием обеспечения нормальных параметров работы ДВС – давлением сгорания, температурой сжатия и др.

Подбор исходных данных (90 параметров) осуществлен на основании технических данных завода изготовителя на данный дизель и рекомендаций [13]. Исходные данные представлены в таблице 2.1.

С помощью программы «Расчет дизеля» [11, 12] был выполнен многовариантный расчет ДВС с перебором по коэффициенту избытка воздуха α (на интервале 1,7-2,3 с шагом 0,1) и степени повышения давления λ (на интервале 1,1-1,7 с шагом 0,05). Было получено 52 вариантов расчета ДВС. В ходе анализа результатов расчета методом экспертных оценок за оптимальный был принят вариант 27, в котором минимальный расход топлива be составил 0,1739 кг/(кВт·ч) при обеспечении нормальных параметров цикла pz = 13,47 МПа; давлении надувочного воздуха pk = 0,2565 МПа и др. В таблице 2.2 приведены варианты результатов расчета, которые содержат оптимальное решение при α=2,1 и λ= 1,25. Развернутая таблица результатов расчета для выбранного варианта представлена в таблице 2.3. На рисунке 2.1 представлена индикаторная диаграмма, построенная ЭВМ для выбранного варианта работы ДВС.

1.2 Динамический расчет двс

Цель расчета – определение сил, действующих в кривошипно-шатунном

механизме.

Исходными данными для динамического расчета являются: назначенный порядок работы цилиндров (1 - 5 - 3 - 6 - 2 – 4 ); ориентировочные массы вращающихся (mВРАЩ =4524 кг); и поступательно-движущихся масс КШМ (mПОСТ =2262 кг); результаты расчета рабочего процесса ДВС и др. (таблица 2.4). С помощью программного обеспечения [11] в ходе расчета были определены силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме. Результаты расчета представлены в табличном виде: силы в кривошипно-шатунном механизме (таблица 2.5) и силы набегающие касательные (таблица 2.6) и в графическом: развернутая индикаторная диаграмма (рисунок 2.3); векторная диаграмма, дающая представление об изменении сил, действующих на коренную шейку коленчатого вала и их направлении за один цикл (рисунок 2.4); диаграмма износа, представляющая собой характер износа (относительный) коренной шейки коленчатого вала (рисунок 2.5); силы давления газов, силы инерции, движущая (рисунок 2.6), нормальная, радиальная, касательная (рисунок 2.7); диаграмма суммарных касательных сил на выходном конце коленчатого вала (рисунок 2.8).

В ходе расчета были также получены силы, действующие на коренную шейку коленчатого вала: радиальные; касательные; срезывающие.

Эти силы необходимы для выполнения прочностного расчета коленчатого вала.

1.3 Расчет прочности коленчатого вала

Цель расчета прочности коленчатого вала – рассчитать коэффициенты

запаса прочности в галтелях шеек для заданного режима работы ГД. Расчет

выполнен в соответствии с [5, 14, 15]. Результаты расчета показали, что ис-

комые коэффициенты находятся в требуемом диапазоне значений:

QН= 2,3 > 1,15; QG = 2,3 > 1,15. Требования к расчету представлены на листе 22.

Исходные данные представлены в таблице 2.7, результаты в таблице 2.8. На страницах 24 - 27 пояснительной записки представлена последовательность

расчета коленчатого вала.

1.4 Расчет подшипника скольжения

В настоящем расчете выполняется анализ несущей способности коренных подшипников коленчатого вала ДВС, основным показателем которой является минимальная толщина слоя масла hmin между валом и подшипником.

Цель расчета – назначение режимов работы подшипника, обеспечивающих выполнение условия по коэффициенту запаса подшипника по толщине масляного слоя [16, 17]:

Исходными данными являются результаты теплового расчета ДВС, на

основании которого получено среднее давление в подшипнике

результаты расчета коленчатого вала, на основании которого получены кон-

структивные параметры подшипника (диаметр и длина шейки) и др. Расчет

выполнен для различных режимов работы подшипника (по температуре масла на входе и диаметральному зазору). В результате расчета выбран режим, соответствующий зазору 550 мкм и температуре масла 331 С. В этих условиях работы коэффициент запаса по толщине масляного клина – 2,62. Исходные данные отражены в таблице 2.9; результаты расчета – таблице 2.10; графическая интерпретация расчета – рисунок 2.11.

.

Результаты расчета рабочего процесса судового ДВС

 

СевНТУ - Факультет МорТС - Кафедра ЭМСС

 

Подготовил, группа

Гараненко М.В

ЭД-41д

 

Параметр

Обозн.

Разм.

Значение

 

 

 

 

1

2

1

Коэффициент избытка воздуха

-

2,1

-

2

Степень повышения давления

-

1,25

-

3

Эффективная мощность установки

Ne

кВт

21744,0

-

4

Индикаторная мощность

Ni

кВт

22650,0

-

5

Индикаторный КПД

i

%

50,49

-

6

Эффективный КПД

e

%

48,47

-

7

Индикаторный расход топлива

bi

кг/кВт*ч

0,1739

-

8

Эффективный расход топлива

кг/кВт*ч

0,1811

-

9

Давление наддува

Pk

МПа

0,2565

-

10

Давление воздуха в коллекторе

Ps

МПа

0,2535

-

11

Давление воздуха в начале сжатия

Pa

МПа

0,2408

-

12

Давление воздуха в конце сжатия

Pc

МПа

10,7811

-

13

Максимальное давление цикла

Pzmax

МПа

13,4763

-

14

Давление в конце расширения

Pb

МПа

0,7966

-

15

Давление газов перед турбиной

Pt

МПа

0,2373

-

16

Среднее индикаторное давление

Pi

МПа

1,8973

-

17

Среднее эффективное давление

Pe

МПа

1,8214

-

18

Температура воздуха за компрессором

Tk

К

389,0

-

19

Охлаждение воздуха в теплообменнике

Tx

К

79,0

-

20

Температура воздуха в коллекторе

Ts

К

310

-

21

Температура воздуха в начале сжатия

Ta

К

323

-

22

Температура воздуха в конце сжатия

Tc

К

904

-

23

Максимальная температура цикла

Tz

К

1868

-

24

Температура конца расширения

Tb

К

1040

-

25

Температура газов перед турбиной

Tg

К

760

-

26

Температура смеси перед турбиной

Tcm

К

611

-

27

Температура газов за турбиной

Tзт

К

492,8

-

28

Мощность турбины

Nt

кВт

5422,4

-

29

Мощность компрессора

Nk

кВт

5437,61

-

30

Механический КПД установки

m

%

48,4714

-

31

Показатель политропы сжатия

n1

-

1,3711

-

32

Показатель политропы расширения

n2

-

1,2600

-

33

Относительная мощность турбины

t

-

0,2394

-

34

Относительная мощность компрессора

k

-

0,240

-

35

Степень последующего расширения

-

9,423

-

36

Степень предварительного расширения

-

1,70

-

37

Адиабатная работа расширения газов в турбине

Lt

кДж/кг

129,74

-

38

Адиабатная работа сжатия воздуха в компрессоре

Lk

кДж/кг

89,410

-

39

Расход воздуха через двигатель

Gb

кг/с

49,261

-

40

Расход газов через турбину

Gg

кг/с

50,355

-

41

Коэффициент наполнения

m

-

0,934

-

2. РАЗРАБОТКА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ДЕЙСТВИЙ ПЕРСОНАЛА ПРИ ТЕХНИЧЕСКОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДИЗЕЛЯ

2.1 Обслуживание Дизеля

Работу дизеля контролируют по показанию штатных Кип, по сигналам АПС, путем осмотра, прослушивание и ощупывания деталей дизеля, а также путем измерения специализированными приборами параметров рабочего процесса. Периодичность контроля устанавливается инструкцией по эксплуатации и может быть откорректирована СТМ в зависимости от надежности и технического состояния у объема автоматизации, АПС и наличия средств диагностирования.

Величины контролируемых параметров работы дизеля должны находиться в пределах диапазона, рекомендованного инструкцией по эксплуатации. В противном случае нужно выяснить причину их отклонения и устранить ее.

При оценке изменения параметров .характеризующих рабочий процесс в цилиндрах следует учитывать то, что повышение температуры выпускных газов в процессе работы дизеля может происходить вследствие увеличения внешней нагрузки дизеля ,повреждения форсунки или выпускного клапана , нарушении плотности цилиндра и т.д.

Для определения причины, вызвавшей увеличение температуры выпусных газов , можно пользоваться методом последовательного исключения возможных факторов .

Для главного дизеля , кроме того, величины показателей, характеризующих его нагрузку , не должны выходить за пределы скоростных ограничительных характеристик . в противном случае нужно изменить режим работы двигателя.

Необходимо периодически сверять показания КИП в ЦПУ , на дизеле и на обслуживающих механизмах.

Обнаруженная в работе дизеля неисправность , как правило , должна устранена немедленно . Если для устранения неисправности остановить двигатель нельзя или невозможно необходимо принять дополнительные меры , обеспечивающие работоспособность двигателя контролировать неисправный узел.

При обнаружении ненормальных шумов , стуков или повышение вибрации дизеля , турбокомпрессора , редуктора корпуса , валопровода нужно принять меры к их устранению

Необходимо следить за исправной работой навешенных вспомогательных механизмов , а также за надежностью крепления трубопроводов ,своевременно устраняя вибрацию труб и не допуская утечек .

Необходимо периодически брать пробы отработавшего масла из подпоршневых полостей или продувочного ресивера и оценивать изменения содержания продуктов износа в них по сравнению с предыдущими пробами.

Анализ масла выполняется прибором рекомендуемый судовладельцем .

При повышении содержания железа в масле , снизить нагрузку на дизель и увеличить подачу масла . Если это не снизит износ , то выключить цилиндр или двигатель, осмотреть цилиндр через продувочные окна или через отверстия для арматуры в крышке и принять меры к устранению .

Следует периодически наблюдать за цветом выпускных газов

При появлении сигнала детектора масляного тумана или густого белого дыма из вентиляционной трубы картера необходимо повторно проверить срабатывание детектора. Если детектор срабатывает повторно , то необходимо остановить дизеля , продолжая прокачивать его маслом и водой , принять меры безопасности на случай взрыва в картере и подготовить средства пожаротушения . После исчезновения признаков опасной концентрации масляного тумана , но не ранее чем через 20 минут после остановки дизеля , открыть лижи картера для определения причин и устранения неисправности .

В работе следует периодически осматривать детали остова дизеля и крепления его к фундаменту для своевременного выявления пропусков рабочих сред, трещин, взаимного перемещения сопрягаемых деталей , ослабления затяжки крепежа и принятия необходимых мер по устранению обнаруженных дефектов .

При приеме и сдачи вахты ВМХ должен произвести осмотр дизеля и обеспечивающих его функционирования систем , проверить показания КИП и записать в машинный журнал значения параметров , подлежащих регистрации

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.