РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ И ЕГО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

 

Целью расчета рабочего процесса дизеля является определение параметров, необходимых для реализации заданной мощности при заданной угловой скорости коленчатого вала и выбранных геометрических размерах цилиндра.

 

Расчет количества воздуха, необходимого для реализации заданной мощности, выбор схемы наддува и определение мощности компрессора

Расчет количества воздуха и давления наддува

Количество воздуха, необходимого для работы, зависит от мощности, выбранных ранее (см. п.1) геометрических размеров цилиндров, качества газообмена и других, факторов.

Расход воздуха через двигатель определяется из соотно­шения:

 , кг/с (8)

где в_т - расход топлива двигателем, кг/с;

_S- суммарный коэффициент избытка воздуха;

L₀^` - соотношение между количеством воздуха и топлива при полном сгорании топлива (= 1).

Расход топлива В_т зависит от мощности, КПД двигате­ля и качества топлива:

 , кг/с (9)

где N_е - эффективная мощность дизеля, кВт;

Н_и - теплотворная способность топлива, кДж/кг;

h_е - эффективный КПД двигателя.

С учетом (9) получим:

 (10)

Величины _S и h_е предварительно выбираются по справочным данным. Обычно для 4-х тактных тепловозных дизелей характерно _S2,1 - 2,6 h_е=0,40-0,43, а для 2-х тактных соответственно – _S2,5 -2,9 и h_е=0,34 - 0,38

Величины L₀^` и Н_и принимаются равными 14,35 и 42500 кДж/кг.

Во время продувки часть воздуха теряется, поэтому в процессе сгорания будет участвовать меньшее количество воздуха:

 , кг/с. (11)

где j_к - коэффициент избытка продувочного воздуха.

Для 4-х тактных двигателей принимают j_к = 1,05 - 1,15;

для 2-х тактных при прямоточно-щелевой продувке - j_к = 1,4 - 1,5, при прямоточно-клапанной - j_к = 1,4 - 1,7 и при контурной продувке - j_к = 2,1.

Количество воздуха в цилиндрах G и давление наддува Р_S связаны соотношением:

 , МПа (12)

где h_v - коэффициент наполнения, выбирается для 4-х тактных ДВС в пределах 0,82 -,97, а для 2-х тактных – ,85 - ,95;

 Т_S - температура наддувочного воздуха, К.

Если считать, что в условиях тепловоза не удается охлаждать наддувочный воздух ниже 340 - 350 К, то можно принять, что температура заряда в цилиндрах находится в пределах Т_S = 370 - 400 К.

R_В - газовая постоянная воздуха, R_В= 287 Дж/кг^.К.

 

Выбор схемы наддува

По найденной величине давления наддува следует выбрать и обосновать схему воздухоснабжения дизеля.

Для четырехтактных тепловозных дизелей, как правило, применяют одну ступень сжатия воздуха в центробежном компрессоре, приводимом в работу от газовой турбины. Предельная величина давления в таком компрессоре составляет 0,35 МПа.

Если по расчетам требуется более высокое давление наддува, целесообразно изменить размерность двигателя и снизить требуемую величину давления. Выбранная схема воздухоснабжения дизеля согласовывается с консультантом.

Мощность, потребляемая компрессором, определяется по формуле:

 , Вт (13)

где Т₁ - температура воздуха на входе в компрессор, К;

 - степень повышения давления в компрессоре (для компрессора низкого давления 1,9, среднего давления – 1,9 - 2,5 и высокого давления – 2,5 - 4,);

Р₀ - давление воздуха на входе в компрессор ,

x₀ - потери в воздухозаборных устройствам и фильтрах x₀ = 6,95 - 0,97;

h_К - коэффициент полезного действия компрессора (принимается равным 0,75 - 0.81);

к - показатель адиабаты сжатия (к = 1,4).

 

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 136; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!