Отчет по производственной практике (по профилю специальности). ВКР Мансуров 02.04.2022. Протокол 4 от 03. 12. 2021г. Предс. Цмк э. Г. Гайнетдинова Индивидуальное задание

• Название: Протокол 4 от 03. 12. 2021г. Предс. Цмк э. Г. Гайнетдинова Индивидуальное задание
• Анкор: Отчет по производственной практике (по профилю специальности
• Дата: 26.03.2023
• Размер: 0.78 Mb.
• Имя файла: ВКР Мансуров 02.04.2022.docx
• Тип: Протокол; #1015362
• страница: 2 из 3

Данные из задания:

-маркировка ДВС - 6L275PN;

-эффективная мощность - N_{e ,} 391,5 кВт_;

-номинальная частота вращения - n, 480 мин^-1.;

-степень сжатия – Ɛ, 12;

-давление в конце горения - P_z, 6,1 МПа;

-среднее эффективное давление - P_e, 0,75 МПа;

-давление наддува – Р_н, 0,13 МПа.

Расчет цикла проводят в последовательности процессов, происходящих в цилиндре, начиная с конца такта впуска. При проверочном расчете при заданных , , , Ɛ и других данных прототипа дизеля, определяют все недостающие параметры расчетного цикла, которые близки по значениям параметров рабочего цикла и проверяют размерность дизеля. Если размерность прототипа дизеля совпадает с полученной размерностью в тепловом расчете, то все полученные параметры расчетного цикла близки с действительными параметрами.

В проектном расчете по заданным значениям , , двигателя определяют параметры , в характерных точках расчетного цикла, его размерность и наивысшую экономичность дизеля. Одновременно задаются целью получить основные параметры

Проверочный тепловой расчет дизеля проводят для режима номинальной мощности , на номинальной частоте вращения . Считается, что все процессы, происходящие при работе дизеля, установившиеся.

Расчетный цикл соответствует допущениям:

• 
  фазы открытия – закрытия впускного и выпускного клапанов равны 0;
  
• 
  процессы сжатия и расширения – обратимые политропы с показателями , соответственно;
  
• 
  теплоемкости рабочего тела и показатели полиптроп , не зависят от температуры;
  
• 
  утечки рабочего тела в не плотностях цилиндропоршневой группы (ЦПГ) и клапанов – отсутствуют;
  
• 
  процессы сгорания топлива совершаются в соответствии с обратимыми изохорой и изобарой;
  
• 
  несовершенство процессов газообмена, сгорания учитываются эмпирическими коэффициентами, принимаемыми в процессе теплового расчета.
  

Расчет параметров цикла ( и ) в расчетных точках во многом зависит от расчетных коэффициентов. Их увеличение или снижение в зависимости от быстроходности двигателя, степени сжатия Ɛ и других показателей влияет на и .

Низшая теплотворная способность топлива

Q^F_H =81*С+300*Н – 26*(О₂ - S) – 6(9Н-W), ккал/кг, (1.1)

где S=0, W=0

Q^F_H =81*86,5+300*12,1 – 26*(1,34- 0) – 6(9*12,1-0)=9948,26 ккал/кг,

Средняя скорость поршня

= м/с ,

Cm =0,36*480/30 = 5,76 м/с (1.2)

где S-ход поршня, м,

n-частота вращения, мин^-1.

Максимальная скорость поршня

C_max=1.57*C_m=1.57*5,76=9,04 м/с (1.3)

Отношение площади поршня к суммарному сечению впускных клапанов, принимаем из рекомендованных значений:

-К = 4-6 для быстроходных двигателей;

-К = 6-9 для двигателей средней быстроходности;

-К = 9-12 для тихоходных двигателей.

Принимаем К=9

Наибольшая скорость протекания свежего заряда через впускные клапана

C₂ = 1,57* C_m К, м/с (1.4)

C₂ = 1,57* 5,76 9=81,38 м/с

Температура наружного воздуха

T₀ = 273 + t₀, ºK, (1.5)

Т_о=273+20=293 ^оК ,

Где ṭ_о=20 ^оС.

Коэффициент скорости истечения рекомендуется выбрать из интервала значений = 0,65 – 0,70.

Принимаем =0,66

Давления конца наполнения (начало сжатия) Двигатель с наддувом или без наддува?

Р_а=Р_о -Δ Р_а, МПа - для двигателей без наддува, (1.6)

где Р_о =0,1МПа - давление окружающей среды;

ΔР_а –потеря давления от преодоления сопротивления впуску, для двигателей без наддува (0,005-0,020) МПа.

Ра = 0,926 0,13=0,12 Мпа - для двигателей с наддувом

.Повышение температуры свежего заряда задаемся, исходя из рекомендаций:

-для двигателей без наддува ∆t = 10 – 20 ºК,

-для двигателей с наддувом ∆t = 5 – 10 ºК,

Показатель политропы сжатия в центробежном компрессоре (нагнетателе) при наддуве выбираем из рекомендованных значений п = 1.4-1.8

Принимаем n=1,5

Температура продувочного воздуха

Т_н = Т_о (Р_н/Р_о) ^(n-1/n), ºК (1.7)

Т_н = 293 (0,13_/0,1) ^(1,4-1/1,4)=350,75 ºК

Степень сжатия Ɛ = 12 (берем из задания)

Температура воздуха в момент поступления в цилиндр

- для двигателей с наддувом Т^ʹ_Н=Т_H+Δt, ºК (1.8)

Т^ʹ_Н=350,75+20=370,75 ºК

Коэффициент остаточных газов γ_г =0,04 принимаем в соответствии с рекомендуемыми значениями:

γ_г = 0,00-0,04 для двигателей с наддувом.

Температура остаточных газов (принимаем значение, пользуясь рекомендациями)

Т_г = (700 – 900) ºK

Т_г =700 ºK

Давление остаточных газов (принимаем значение, пользуясь рекомендациями)

Pr = (1,02 – 1,15) Мпа

Pr = 1,02
Температура смеси в начале сжатия

Т_а= , ^оK для двигателей без наддува, (1.9)

Т_а= ^оK для двигателей с наддувом.
Коэффициент наполнения цилиндра

, для двигателей с наддувом (1.10)

ηн = 12/12-1 * 0,12/0,13 * 350,75/370,75 * 1/1+0,04 = 0,91

Показатель политропы сжатия n₁ принимаем из рекомендуемых значений

n₁ =1,34-1,42.

Принимаем n₁ =1,34

Температура в конце сжатия

, ºК (1.11)

Tc=383,41*12 ^(1,34-1)=892,45 ºК

Давление в конце сжатия

, МПа (1.12)

Pc=0,12*12^1,34=3,35 Мпа
Теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг топлива

Lo =1/0,21 (0,865/12 * 0,121/4 – 0,134/32)=0,46 моль/кг, (1.13)

где С = 0,865; Н = 0,121; О = 0,134.

Коэффициент избытка воздуха принимаем из рекомендованных значений α = 1,3 – 2.2

Принимаем α =1,3

Действительное количество воздуха

, моль/кг

L=1,3*0,46=0,59 моль/кг (1.14)

Количество молей до горения

М₁=(1+γ_г)*L, моль/кг

М₁=(1+0,03)*0,691=0,711 моль/кг (1.15)

Количество молей углерода и водорода в продуктах сгорания

0,865/12 + 0,121/2 = 0,13 моль/кг (1.16)

Количество молей продуктов сгорания

М₂= *(1+γ_г), моль/кг

М₂= *(1+0,04)=0,65 моль/кг (1.17)

Действительный коэффициент молекулярного изменения



µ=0,65/0,61=1,06 (1.18)
Давление конца сгорания берем из задания

= 6,1 МПа

Степень повышения давления



λ = 6,1/3,35=1,82 (1.19)

Температура в конце сгорания принимаем согласно рекомендациям ºК

Принимаем Т_z=1700

Степень предварительного расширения

,

p = 1,06*1700/1,82*892,45=1,10 (1.20)
Степень последующего расширения



δ=12/1,10=10,9 (1.21)

Показатель политропы расширения выбираем из рекомендованных значений n₂=1,15-1,28

Принимаем n₂=1,15

Давление в конце расширения Р_В

Р_В= ,МПа

Р_В= МПа (1.22)

Температура конца расширения

Т_В= ,^оК

Т_В= ,^оК (1.23)

Среднее теоретическое (расчетное) индикаторное давление

,МПа

PI =3,35/12-1[1,82(1,10-1) + 1,82+1,10/1,15-1 (1-1188,05/1700) – 1/1,34-1 (1 – 383,41/892,45)] = 0,3(0,182+5,86-2,94+0,57)=1,1 Мпа

1.4 Расчет энергетических и экономических показателей

Коэффициент полноты диаграммы (индикаторной) принимаем согласно рекомендациям φ=(0,92-0,96).

Принимаем φ=0,93

Поправка на впуск и выпуск, учитывая, что ΔР^ʹ_i=0,02-0,03 для двигателей без наддува и ΔР^ʹ_i=0 для двигателей с наддувом

принимаем ΔР^ʹ_i=0

Среднее индикаторное давление

Р_i=φ Р_i^ʹ - ΔР^ʹ_i , МПа (1.34)

Р_i=φ 0,93*1,1 =1,02 МПа

Индикаторная мощность

N_i =39.3*Д²*Р_i*C_m* . кВт (1.35)

N_i =39.3*0,32²×1,02×5,76×3 =706 кВт

N_i =52,3*Д²* Р_i*C_m* , л.с., (1.36)

N_i =52,3*0,32²* 1,2*5,76*3=940 л.с.,

где z - число цилиндров

k=2, - коэффициент тактности четырехтактного двигателя

Д – диаметр цилиндра , м

Механический КПД

η_m = (1.37)

η_m =

Среднее эффективное давление

Р^ʹ_е= η_m *P_i , МПа (1.38)

Р^ʹ_е= 0,55*1,02=0,56 МПа
Индикаторный расход топлива



(1.40)

Эффективный удельный расход топлива

g_е = , г/(л.с.*ч)

g_е = г/(л.с.*ч)

Индикаторный КПД

η_i =632,3/ (g_i *Q_H) (1.41)

η_i =632,3/ (0,106*9948,26)=0,6

Эффективный КПД

η_e =632,3/(g_е *Q_H) (1.42)

η_e =632,3/(0,19 *9948,26)=0,33

Эффективная мощность

N_e =39.3*Д²*С_m*P_e* , кВт (1.43)

N_e =39.3*0,32²*5,76*0,561* кВт

N_e=52.3*Д²*С_m*P_e* , л.с. (1.44)

N_e=52.3*0,32²*5,7*0,561*3=517 л.с.

Часовой расход топлива

G=g_e*N_e , кг/ч (1.45)

G=195*517=98,23 кг/ч