3.1. Параметры процесса наполнения

Давление воздуха на входе в компрессор p₀´ = p₀ - ∆ p_ф

где p₀ – барометрическое давление (Па); ∆ p_ф – перепад давления на воздушных фильтрах турбокомпрессора. Перепад давления  ∆ p_ф обычно находится в пределах 346 - 490 Па.

Давление воздуха после компрессора p_к = p_s - ∆ p_х

где p_s – давление воздуха в ресивере (принимается по данным типового двигателя); ∆ p_х – перепад давления в воздухоохладителях. Для воздухоохладителях современных судовых дизелей ∆ p_х = 931 – 2943 Па.

Степень повышения давления в компрессоре π _к = р_к/p_a

Давление в конце процесса наполнения p_a Можно принимать в двигателях:

четырёхтактных (с наддувом) – (0, 9-0, 96) p_s;

четырёхтактных (без наддува) – (0, 85-0, 9) p_s;

двухтактные с прямоточно-клапанной продувкой и с контурной петлевой продувкой фирмы «Зульцер» – (0, 96-1, 05) p_s;

двухтактных с контурной петлевой продувкой фирмы «МАН» – (0, 96-1, 12)p_s (большие значения относятся к импульсному подводу газа к турбине);

Температура врздуха после компрессора Т_к=Т₀*

Где Т₀=273+t₀ – температура воздуха на входе в компрессор, n^к – показатель политропы сжатия в компрессоре (для центробежных компрессоров с охлаждающим корпусом n_к = 1, 6 – 1, 8; для поршневых компрессоров n^к = 1, 4 – 1, 6).

Температура воздуха в ресивере (в °К) зависит от температуры забортной воды t_зв, величины поверхностей теплообмена воздухоохладителя, количества прокачиваемой воды и технического состояния охладителя: T_s=273+ t_зв +(15-20°С). Где t_зв в °С. При этом степень охлаждения воздуха находиться в пределах Е_х = (Т_к-Т_s)/Т_к-Т₀).

Температура воздуха в рабочем цилиндре с учётом подогрева (∆ t) от стенок камеры сгорания (в °K) T_s^´ = T_s+∆ t, где ∆ t = 5-10°С.

Температура смеси воздуха и остаточных газов в конце процесса наполнения (в °K) Та=(T_s^´ + ϒ _rT_r)/ (1+ ϒ _r), где ϒ _r – коэффициент остаточных газов; T_r – температура остаточных газов.

При расчёте рабочего цикла значением коэффициента остаточных газов задаются, используя опытные данные для двигателей:

четырёхтактные с наддувом                  ϒ _r = 0, 01-0, 04;

                      без наддува                  ϒ _r = 0, 04-0, 06;

двухтактные с прямоточной продувкой ϒ _r = 0, 04-0, 08;

                с петлевой продувкой         ϒ _r = 0, 08-0, 09;

фирмы «МАН» с петлевой продувкой     ϒ _r = 0, 09-0, 12;

фирмы «ЗУЛЬЦЕР» с поперечной продувкой  ϒ _r = 0, 12-0, 14;

Температура остаточных газов T_r зависит от степени сжатия ε, нагрузки и частоты вращения вала двигателя. С уменьшением ε (уменьшается степень расширение газа), увеличением нагрузки и частоты вращения (увеличивается нагрев ЦПГ) значение T_r возрастает. Температура T_r близка к температуре газов за выпускными органами цилиндра и лежит в пределах 600-900 °K (меньшие значения относятся к двухтактным двигателям.

Коэффициент наполнения, отнесённый к полезному ходу поршня (действительный коэффициент наполнения), Ƞ _н =  

В этом выражении P_a, P_s, T_s, T_a и ϒ _r уже известны. Значение действительной степени сжатия ε необходимо взять из технической документации на двигатель или выбрать. Выбор ε зависит от типа двигателя, способа смесеобразования, наличия наддува, конструктивных особенностей и т. д.

Нижний предел ε выбирают из условий получения минимально необходимой температуры T_c^min в конце процесса сжатия, обеспечивающей надёжное самовоспламенение топлива при пуске холодного двигателя (при температуре воздуха в машинном отделении от 8°С и более). Для этого температура T_c^min должна превышать температуру самовоспламенения топлива T_cв  на 100-200°С. Температура распыленного дизельного топлива при p = 3Мпа равна приблизительно 473°К

Верхний предел ε ограничивается значениями p_z и p_с, которые определяют механическую нагрузку на детали ЦПГ, кривошипно-шатунного механизма, остова и влияют на значение механического КПД двигателя. Значения степени сжатия лежат в пределах у судовых дизелей: малооборотных – 10-13; среднеоборотных – 13-15; высокооборотных – 15-18.

Коэффициент наполнения, отнесённый к полному ходу поршня (условный коэффициент наполнения), Ƞ ´ _н = Ƞ _н(1-ψ _s), где ψ _s = h_s/s – относительный потерянный ход поршня.

При расчёте рабочего цикла можно принимать для двухтактных двигателей:

с контурной петлевой продувкой, фирмы МАН ψ _s = 0, 20-0, 226;

с контурной петлевой продувкой, фирмы Зульцер ψ _s = 0, 21-0, 22;

с контурной поперечной продувкой ψ _s = 0, 25-0, 27;

с прямоточно-клапанной продувкой ψ _s = 0, 08-0, 12;

Для четырёхтактных двигателей ψ _s = 0 и Ƞ ´ _н = Ƞ _н

Полезный объём цилиндра (в м³ ) V_s =

Плотность надувочного воздуха (в кг/м³) _s =  ; где R=287Дж/кг град – газовая постоянная.

Заряд воздуха, отнесённый к полезному рабочему объёму цилиндра (кг/цикл).

G´ _в = V´ _s Ƞ ´ _{н s}

Где d – влагосодержание воздуха, определяемое в зависимости от от температуры t₀ и относительной влажности ₀

t0	в = 70%	в = 80%	в = 90%	в = 100%
	0. 005	0. 006	0. 007	0. 008
	0. 010	0. 012	0. 013	0. 015
	0. 019	0. 022	0. 025	0. 028
	0. 034	0. 039	0. 045	0. 050

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: