Расчет рабочего цикла двигателя мощностью. двс. Расчет рабочего цикла двигателя мощностью 15500 кВт при n 88 обмин

• Название: Расчет рабочего цикла двигателя мощностью 15500 кВт при n 88 обмин
• Анкор: Расчет рабочего цикла двигателя мощностью
• Дата: 02.01.2023
• Размер: 130.26 Kb.
• Имя файла: двс.docx
• Тип: Реферат; #870570
• страница: 2 из 3

Расчет процессов, составляющих рабочий цикл

1. 
   Процесс наполнения. Задача расчёта - определить массу заряда свежего воздуха и параметры газа в точке a.
   

Давление в цилиндре в начале сжатия выбираем из диапазона для двухтактных двигателей с изобарным наддувом: =(0,90-0,95)

=0,95 3,3=3,13 бар.

Температуру смеси в начале сжатия определяем по формуле:

= ;

При расчёте =5К- подогрев воздуха от стенок цилиндра (из диапазона 5-10 К); =750К- температура остаточных газов (диапазон 750-800 К).

= =331 К.

Коэффициент определяется по формуле:

= (1-Ψа)= (1-0,244)=0,683

Полученное значение коэффициента наполнения соответствуют рекомендованным пределам для двухтактных малооборотных дизелей с изобарным наддувом =0,65-0,7

Для определения массы свежего заряда воздуха рассчитываем:

-рабочий объём цилиндра

=π =3,1416 =1,029

-плотностьвоздуха при параметрах и

= = =3,75

Свежий заряд воздуха

= =1,029 3,75 0,683=2,63 кг

Для окончательной проверки правильности расчета показателей процесса наполнения определяем коэффициент избытка воздуха при сгорании:

α= =2,1

В формуле

= = =0,085

-цикловая подача топлива;

=14,33 кг –масса воздуха, теоретически необходимая для сгорания 1 кг топлива.

Значение α лежит в допустимых пределах для малооборотных дизилей (α=1,9-2,2), поэтому полученные параметры процесса наполнения цилиндра принимаем как окончательные.

1.3.2 Процесс сжатия. Задачей расчета процесса сжатия является определение давления и температуры рабочего тела (смесь свежего заряда воздуха и остаточных газов) в конце сжатия.

Определим давление и температуру в конце сжатия:

= = =102 бар

=331 =833 К.

Степень повышения давления при сгорании топлива

λ= = =1,27

У двигателя-прототипа:

λ= = =1,23.



Полученное значение λ=1,27, приемлемо для двигателя-прототипа, т.к. не ухудшая работу головных подшипников, поддерживается высокий КПД рабочего цикла. Отличия не выходят за допуски, поэтому нет необходимости корректировать степень сжатия.

1.3.3 Процесс сгорания. В принятой схеме расчёта по методу Гриневецкого-Мазинга необходимо определить температуру и объём рабочего тела в точке z расчётного цикла. Величина =130 бар принята по прототипу.

Определим химический и действительный коэффициенты молекулярного изменения по формулам:

=1+ =1+ =1,030

= ( )= ( )=0,495 кмоль

- теоретически необходимая масса воздуха для сжигания 1 кг топлива.
= = =1,028
Определяем среднюю мольную изохорную теплоёмкость в точке c:
=20+0,0024 =20+0,0024 833=22

Теплоёмкость в конце сгорания определяем с учётом изменения состава рабочего тела в конце сгорания:
=(1- ) (20+0,0024 )+ (21,5+0,0035 )=

(1- ) (20+0,0024 )+ (21,5+0,0035 )=20,67+0,00292
Температуру рассчитываем по уравнению сгорания:

+( ) =β ( )


Левая часть уравнения после подстановки параметров даёт число:
+( ) = +( ) =66906






Правая часть уравнения после подстановки параметров запишется следующим образом:
β ( ) = 1,028 ( ) = (29,9+0,003 )
Окончательно уравнение сгорания запишется в следующем виде:



(29,9+0,003 ) =66906
Приведём это уравнение к виду:
=
И решим его методом последовательных приближений.

Решение:

Подставим =1850 К, получим =1887 К

Подставим =1887 К, получим =1882 К

Подставим =1882 К, получим =1882 К
Полученное значение в результате расчёта лежит в рекомендованном диапазоне ( =1700-1900).
Объём в точке z из уравнения состояния рабочего для начальной и конечной точек процесса сгорания:
= = =1,83
Объём рабочего тела в точке c:

= = = =0,064
Объем рабочего тела в точке z:
= =1,83 0,064 =0,117
1.3.4 Процесс расширения. Задачей расчёта является определить давление и температуры рабочего тела в конце расширения.

Для расчётного цикла принимаем = = =13 0,064=0,832 .

В действительном цикле, из-за несимметричного газообмена.

= + (1- Ψb)= 0,064+1,029 (1-0,216)=0,8707 .

Определив степень последующего расширения рабочего тела в расчётном цикле δ= = =7,11 и параметры в получим:

= = =10,76 бар;

= = =1108 К;

Действительные параметры рабочего тела в момент открытия выпускного клапана:

= =130 =10,16 бар;

= =1882 =1094 К;
Полученные значения лежат в допустимых пределах: для современных двигателей ( =9-12 бар); температура рабочего тела в конце расширения составит (900-1100 К).

2. 
   Определение индикаторных и эффективных показателей.
   

Среднее индикаторное давление рабочего цикла рассчитывается по параметрам рабочего тела в основных точках:

= ( ( )+ (1- )- (1- ))=

( ( )+ (1- )- (1- ))=24.8 бар.

Предполагаемое значение среднего индикаторного давления рассчитывается по формулам:

=( - ) (Ψа- Ψb)=( -3,13) (0,244- 0,216)=0,205 бар.

= (1- Ψа)+ = (1-0,244)+ =18,95 бар.

Индикаторную мощность определяем по формуле:

= = =17160 кВт.

Индикаторный КПД:

= = =0,53.

Удельный индикаторный расход топлива определяется по формуле:

= = =0,159

Значения эффективных энергетических и экономических показателей определяем с учётом принятого механического КПД:

= =17160 0,90=15450 кВт;

= =18,95 0,90=17,1 бар;

= = =0,176

Полученные в результате значения меньше заданного на 0,3 % и больше заданного на 0,6%. Значение больше заданного на 0,6%. Так как для этих показателей допускаются отклонения в пределах +-3,5%, они принимаются как окончательные.