Главная
страница 1 ... страница 3страница 4страница 5страница 6страница 7

План – конспект

проведения занятия по дисциплине: «Двигатели внутреннего сгорания. Автомобили и тракторы».



ЛПР № 2. Расчет теплового баланса ДВС.

Цель занятия: Cформировать у студентов первоначальные навыки по расчету теплового баланса ДВС.

Воспитательная цель: прививать студентам добросовестное отношение к изучению излагаемого материала.

Тип занятия: Лабораторно - практическая работа.



Основная часть занятия: 80 мин.
1.Исходные данные для расчета теплового баланса берутся из теплового расчета двигателя, пример которого приведен ниже:
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ
ИСПОЛНИЛ: Стратулат С.Ю.

ГРУППА: 38 вд-12 з

РУКОВОДИТЕЛЬ: Лєднєй О.В.
НАЧАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ
ТИП ДВИГАТЕЛЯ....................................... БЕНЗИНОВИЙ

ЕФФЕКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ, [КВТ]............... 60,42

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА, [ОБ/МИН]............ 5600

КОЛИЧЕСВО ЦИЛИНДРОВ........................................ 4

ТАКТНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ.......................................... 4

СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ........................................... 7,8

КОЭФФИЦИЄНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА............................... 0,9

ДАВЛЕНИЕ НА ВПУСКЕ, [МПА].................................... 0,1

ТЕМПЕРАТУРА НА ВПУСКЕ, [К]............................. 288

МОЛЯРНА МАССА ТОПЛИВА, [КГ/МОЛЬ]......................... 115

НАИМЕНЬШАЯ ТЕПЛОТА ЗГОРАНИЯ ТОПЛИВА, [МДЖ/КГ]......... 43930

КОЛИЧЕСТВО УГЛЕРОДА В ТОПЛИВЕ, (С), [МАС.ЧАСТЬ]............ 0,855

КОЛИЧЕСТВО ВОДОРОДА В ТОПЛИВЕ, (Н), [МАС.ЧАСТЬ].............. 0,145

КОЛИЧЕСТВО КИСЛОРОДА В ТОПЛИВЕ, (О), [МАС.ЧАСТЬ]............ 0

СК-СТЬ ДВИЖ. ЗАРЯДА В ПРОХОДНОМ СЕЧЕНИИ КЛАПАНА,[М/c] 80

ТЕМПЕРАТУРА ОСТАТОЧНЫХ ГАЗОВ, [K]..................... 1070

ТЕМПЕРАТУРА ПОДОГРЕВА СВЕЖЕГО ЗАРЯДА, [К]............... 15

КОЭФФИЦИЕНТ ДОЗОРЯДКИ..................................... 1,14

ПОКАЗАТЕЛЬ ПОЛИТРОПЫ СЖАТИЯ................................ 1,34

КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ.......................... 0,88

СТЕПЕНЬ ПОВИЩЕННЯ ДАВЛЕНИЯ.................................. 4

ПОКАЗАТЕЛЬ ПОЛИТРОПЫ РАСШИРЕНИЯ............................ 1,23

КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛНОТЫ ДИАГРАММЫ.............................. 0,97

КОЭФФИЦИЕНТ КОРОТКОХОДНОСТИ............................... 1

ЗАДАННАЯ СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ ПОРШНЯ, [М/С].................. 10

КОЭФИЦИЕНТ ГАШЕНИЯЯ СКОРОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ ВПУСКНОЙ СИСТЕМЫ.. . 3
ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ТЕЛА
КОЛИЧЕСТВО УГЛЕРОДА В ТОПЛИВЕ, (С), [МАС.ЧАСТЬ]........ 0,855

КОЛИЧЕСТВО ВОДОРОДА В ТОПЛИВЕ (Н), [МАС.ЧАСТЬ]........ 0,145

КОЛИЧЕСТВО КИСЛОРОДА В ТОПЛИВЕ, (О), [МАС.ЧАСТЬ]..... 0

МОЛЯРНАЯ МАССА ТОПЛИВА, [КГ/МОЛЬ]......................... 115

НАИМЕНЬШАЯ ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ ТОПЛИВА, [МДЖ/КГ].. 44

ТЕОР-И НЕОБХ. КОЛ-ВО ВОЗДУХА ДЛЯ СГОР. 1 КГ. ТОПЛИВА, [КМОЛЬ/КГ].. 0,512

ТЕОР-И НЕОБХ. КОЛ-ВО ВОЗДУХА ДЛЯ СГОР. 1 КГ. ТОПЛИВА, [КГ]. 14,9

КОЭФФИЦИЕНТ МОЛЕКУЛЯРН. ИЗМЕН. ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ............ 1,082

КОЛ-ВО ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ, [КМОЛЬ/КГ]..................... 0,469

КОЛ-ВО ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ, (CO)....................... 0,021

КОЛ-ВО ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ, (CO2)...................... 0,05

КОЛ-ВО ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ, (H2O)...................... 0,072

КОЛ-ВО ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ, (N2)....................... 0,364

КОЛ-ВО ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ, (O2)....................... 0

ОБЩЕЕ КОЛ-ВО ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ, [КМОЛЬ/КГ]........ 0,508
ПРОЦЕСС НАПОЛНЕНИЯ
ДАВЛЕНИЕ НА ВПУСКЕ, [МПА].................................... 0,1

ТЕМПЕРАТУРА НА ВПУСКЕ, [К]............................. 288

КОЭФФИЦИЕНТ ГАШЕНИЯ СКОРОСТИ И СОПР. ВПУСКНОЙ СИС-МИ.... 3

СКОРОСТЬ ДВИЖ. ЗАРЯДА В ПРОХОДНОМ СЕЧЕНИИ КЛАПАНА, [М/С]. 80

ДАВЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ ГАЗОВ, [МПА]............................. 0,105

ТЕМПЕРАТУРА ОСТАТОЧНЫХ ГАЗОВ, [K]..................... 1050

ТЕМПЕРАТУРА ПОДОГРЕВА СВЕЖЕГО ЗАРЯДА, [К]................ 15

КОЭФФИЦИЕНТ ДОЗОРЯДКИ...................................... 1,14

ПОТЕРИ НАПОРА ВО ВПУСКНОЙ СИСТЕМЕ, [МПА]................... 0,012

ДАВЛЕНИЕ В КОНЦЕ ВПУСКА, [МПА]............................. 0,088

ТЕМПЕРАТУРА В КОНЦЕ ВПУСКА, [K]...................... 345,294

КОЭФФИЦИЕНТ ОСТАТОЧНЫХ ГАЗОВ............................... 0,06

КОЭФФИЦИЕНТ НАПОЛНЕНИЯ..................................... 0,813
ПРОЦЕСС СЖАТИЯ
ПОКАЗАТЕЛЬ ПОЛИТРОПЫ СЖАТИЯ................................. 1,34

ДАВЛЕНИЕ В КОНЦЕ СЖАТИЯ, [МПА]............................. 1,176

ТЕМПЕРАТУРА В КОНЦЕ СЖАТИЯ, [К]...................... 665,883
ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ
ДЕЙСТВ. КОЭФФИЦИЕНТ МОЛЕК. ИЗМЕНЕНИЯ. РОБОЧЕЙ СМЕСИ...... 1,077

ПОТЕРИ ТЕП-ТЫ ВСЛЕДСТВ. НЕПОЛНОТЫ СГОРАНИЯ, [КДЖ/КГ]..... 6140,298

МОЛЬНАЯ ТЕПЛОТА РАБОЧЕЙ СМЕСИ, [КДЖ/КМОЛЬ].............. 76087,316

СТЕПЕНЬ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ.................................. 4

КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ........................... 0,88

МАКСИМАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ СГОРАНИЯ, [МПА]......................... 5,071

МАКСИМАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА СГОРАНИЯ, [К]................... 2666,152
ПРОЦЕСС РАСШИРЕНИЯ
СТЕПЕНЬ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАСШИРЕНИЯ........................... 1

СТЕПЕНЬ ПОСЛЕДУЮЩЕГО РАСШИРЕНИЯ........................... 6,9

ПОКАЗАТЕЛЬ ПОЛИТРОПЫ РАСШИРЕНИЯ............................ 1,23

ДАВЛЕНИЕ В КОНЦЕ РАСШИРЕНИЯ, [МПА]......................... 0,471

ТЕМПЕРАТУРА В КОНЦЕ РАСШИРЕНИЯ, [К].................... 1709,817
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ
ТЕОР-КОЕ СРЕДНЕЕ ИНДИКАТОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ, [МПА]............. 0,961

ДЕЙСТВИТ. СРЕДНЕЕ ИНДИКАТОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ [МПА]................ 0,932

КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛНОТЫ ДИАГРАММЫ............................... 0,97

УДЕЛЬНЫЙ ИНДИКАТОРНЫЙ РАСХОД ТОПЛИВА, [Г/КВТ.ГОД]........... 282,244

УДЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТИВНЫЙ РАСХОД ТОПЛИВА, [Г/КВТ.ГОД].............. 335,071

ЧАСОВОЙ РАСХОД ТОПЛИВА, [КГ]............................. 20,104

КОЭФФИЦИЕНТ КОРОТКОХОДНОСТИ ................................ 1

ЗАДАННАЯ СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ ПОРШНЯ........................... 10

РАСЧЕТНАЯ СКОРОСТЬ ПОРШНЯ, [М/С]...................... 12,005

СРЕДНЕЕ ДАВЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ, [МПА]..................... 0,147

СРЕДНЕЕ ЭФФЕКТИВНОЕ ДАВЛЕНИЕ, [МПА]........................... 0,785

ИНДИКАТОРНЫЙ КПД.......................................... 0,29

МЕХАНИЧЕСКИЙ КПД............................................ 0,842

ЭФФЕКТИВНЫЙ КПД............................................ 0,244

РАБОЧИЙ ОБЪЕМ, [Л]........................................ 2,292

РАБОЧИЙ ОБЪЕМ ОДНОГО ЦИЛИНДРА, [Л]........................ 0,573

ЭФФЕКТИВНЫЙ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ, [Н*М]........................ 143,312

ЛИТРОВАЯ МОЩНОСТЬ, [КВТ/Л].............................. 26,18
ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ ДВИГАТЕЛЯ
ДИАМЕТР ЦИЛИІНДРА ДВИГАТЕЛЯ, [ММ].......................... 78,036

ХОД ПОРШНЯ, [ММ]......................................... 78,126
Тепловые балансы карбюраторного двигателя и двигателя с впрыском топлива.

Общее количество теплоты, введенной в двигатели при номинальном тепловом режиме (все данные взяты из теплового расчета):

-карбюраторный двигатель - Q= 43930 x 18,186/3,6 = 221920 Дж/с;

-двигатель с впрыском - Q= 43930 x 24,835/3,6 = 303056 Дж/с;

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с:

-карбюраторный двигатель - Qе = 1000 x 60,42 = 60420 Дж/с;

-двигатель с впрыском - Qе = 1000 x 110,87 = 110870 Дж/с;

Теплота, передаваемая охлаждающей среде:

-карбюраторный двигатель - Qв = 0,5 х 4 х 7,8х 5600 х (43930 - 2476)/(0,96 х 43930) = 60510 Дж/с;

-двигатель с впрыском - Qв = 0,5 х 4 х 8,0х 7000 х (43930 -0)/(1 х 43930) = 85894 Дж/с;

Теплота, унесенная с отработавшими газами:

- карбюраторный двигатель - Qг = (18,186/3,6) {0,536[25,300+8,315] x 797 - 0,5041 [20,775 + 8,315] 20} = 71060 Дж/с;

где (me) = 25300 кДж х град) - теплоемкость отработавших газов (определена по таблице методом интерполяции при = 0,96 и tr = Tr - 273 = 1070 - 273 = 797 C); ( mc) = 20,775 кДж/(кмоль х град) - теплоемкость свежего заряда (определена по таблице для воздуха методом интерполяции при t = T- 273 = 293 - 273 = = 20 C);

- двигатель с впрыском - Qг = (24,835/3,6) {0,5524[25,323+8,315] x 772 - 0,5247 [20,775 + 8,315] 20} = 96861 Дж/с;

где (me) = 25323 кДж х град) - теплоемкость отработавших газов (определена по таблице методом интерполяции при = 1,0 и tr = Tr - 273 = 1045 - 273 = 772 C).

Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива:

- карбюраторный двигатель - Qн.с. =2476 х 18,186/3,6 = 12510 Дж/с;

-двигатель с впрыском - Qн.с. = 0, так как Н= 0 при = 1.

Неучтенные потери теплоты:

- карбюраторный двигатель - Qост. =221920 - (60420 + 60510 +71060 + 12510) = 17420 Дж/с;

-двигатель с впрыском - Qост. = 303056 - (110870 +ь85894 + 96861 + 0) = 9431 Дж/с

Составляющие тепловых балансов карбюраторного двигателя и двигателя с впрыском топлива представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1.

Карбюраторный двигатель

Составляющие теплового баланса


Частота вращения коленвала, мин

1000

3200

5600

6000

Q,

Дж/с


q, %

Q,

Дж/с


q, %

Q,

Дж/с


q, %

Q,

Дж/с


q, %

Теплота, еквивалентная еффективной работе

12700

28,9

42770

32,3

60420

27,2

60140

25,8

Теплота, передаваемая охлаждающей среде

10810

24,6

42050

31,7

60510

27,3

63280

27,1

Теплота, унесенная с отработавшими газами

9610

21,8

38770

29,3

71060

32,0

74940

31,1

Теплота, потерянная из-за неполноты сгорания топлива

8680

19,7

7470

5,6

12510

5,7

13150

5,5

Неучтенные тепловые потери

2220

5,0

1510

1,1

17420

7,8

21870

9,4

Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом

44020

100

132570

100

221920

100

233380

100

Таблица 2.

Двигатель с впрыском топлива

Составляющие теплового баланса


Частота вращения коленвала, мин

900

4000

7000

8000

Q,

Дж/с


q, %

Q,

Дж/с


q, %

Q,

Дж/с


q, %

Q,

Дж/с


q, %

Теплота, еквивалентная еффективной работе

14650

39,8

70590

41,2

110870

36,6

116830

36,6

Теплота, передаваемая охлаждающей среде

9072

24,6

46281

27,0

85894

28,3

82253

25,8

Теплота, унесенная с отработавшими газами

9521

25,9

52187

30,4

96861

32,0

100562

31,5

Теплота, потерянная из-за неполноты сгорания топлива

2076

5,6

0


0


0


0


9000

2,8

Неучтенные тепловые потери

1509

4,1

2354

1,4

9431

3,1

10702

3,3

Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом

36828

100

171412

100

303056

100

319347

100


<< предыдущая страница   следующая страница >>
Смотрите также:
Ильичевський морской коледж
1155.84kb.
7 стр.
Морской г. Алушта Отель Морской
47.44kb.
1 стр.
Фредерик Марриет Морской офицер Франк Мильдмей
5590.05kb.
24 стр.
Российско-норвежский морской партнериат пройдёт в Санкт-Петербурге
24.76kb.
1 стр.
Правила морской перевозки натурального каучука и латекса
129.34kb.
1 стр.
Правила по морской торговле Глиссандо Участниками морской торговли являются
73.73kb.
1 стр.
Проблемы морской экономической границы между россией и США
110.73kb.
1 стр.
Правила безопасности морской перевозки крупногабаритных и тяжеловесных грузов (ктг)
873.55kb.
4 стр.
Создание Сухумской научной морской станции (1948-57 гг.)
334.83kb.
1 стр.
Доклад о сотрудничестве между Базельской конвенцией и Международной морской организацией Доклад секретариата
131.73kb.
1 стр.
Морской разбой в вест-индии как источник первоначального накопления капитала
203.7kb.
1 стр.
Углеводородокисляющие бактерии и ассимиляционный потенциал морской воды Северного Каспия 03. 02. 08. Экология (биология)
363.17kb.
3 стр.