Восьмицилиндровый четырехтактный дизельный двигатель работает на топливе с низшей теплотой сгорания =42500 кДж / кг при диаметре цилиндра D, ходе поршня S, угловой скорости вращения коленчатого вала ω, расходом топлива В и механическим коэффициентом полезного действия ηм. Среднее индикаторное давление рi, расход охлаждающей воды через двигатель Gв при разности температур воды Δt, количество газов, полученных при сгорании 1 кг топлива Vг, количество воздуха для сгорания 1 кг топлива Vв, температура отработавших газов tг, средняя объемная теплоемкость газов и воздуха соответственно
=1,45 кДж /(м 3· К),
=1,3 кДж /(м 3· К), температура воздуха tв. Количество тепла вследствие неполного сгорания топлива, полученное опытным путем Qн.с. =82 кВт.
Найти
1. литровую мощность двигателя;
2. удельный индикаторный расход топлива;
3. эффективный коэффициент полезного действия двигателя;
4. составляющие теплового баланса двигателя в процентах.
Значения параметров, необходимых для расчёта выбрать из таблиц 3 и 4.
Значения нижеприведённых параметров выбираются по последней цифре номера зачётной книжки.
Таблица 3
Цифра | ||||||||||
Рi, 105, Па | 7,8 | 7,5 | 6,5 | 7,2 | 7,4 | 6,8 | 6,4 | |||
D, м | 0,13 | 0,10 | 0,15 | 0,07 | 0,11 | 0,20 | 0,18 | 0,09 | 0,08 | 0,15 |
S, м | 0,11 | 0,13 | 0,1 | 0,05 | 0,11 | 0,15 | 0,12 | 0,1 | 0,09 | 0,11 |
ω, рад / с | ||||||||||
В, 10-3, кг / с | 15,5 | 15,0 | 13,0 | 10,0 | 14,5 | 16,0 | 15,8 | 14,8 | 12,1 | 13,5 |
ηм | 0,81 | 0,80 | 0,78 | 0,75 | 0,79 | 0,82 | 0,81 | 0,78 | 0,80 | 0,77 |
Значения нижеприведённых параметров выбираются по предпоследней цифре номера зачётной книжки.
Таблица 4
Цифра | ||||||||||
Gв, кг/с | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 1,7 | 1,9 | 2,1 | 2,3 | 1,8 | 2,2 | 2,4 |
Δt, ° С | ||||||||||
Vг, м 3/ кг | 16,6 | 14,5 | 11,1 | 15,4 | 16,7 | 15,6 | 13,0 | 12,6 | ||
Vв, м 3/ кг | 15,5 | 13,3 | 11,0 | 13,7 | 15,4 | 15,2 | 14,0 | 11,4 | ||
tг, ° С | ||||||||||
tв, ° С |
4. Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания
Производим расчет двигателя внутреннего сгорания в соответствии с индивидуальным заданием (вариант 16).
Определение литровой мощности двигателя
Рабочий объем цилиндра определяется по формуле
(21)
Частота вращения коленчатого вала в секунду
(22)
.
Индикаторная мощность двигателя определяется по формуле
(23)
где – тактность двигателя;
– число цилиндров, шт.
.
Эффективная мощность двигателя находим по формуле
. (24)
.
Литровая мощность двигателя находим из следующего выражения:
(25)
.
Определение удельного индикаторного расхода топлива
Удельный индикаторный расход топлива вычисляется по формуле
(26)
.
Определение эффективного коэффициента полезного действия двигателя
Эффективный коэффициент полезного действия находится как:
(27)
Нахождение составляющих теплового баланса двигателя в процентах
Количество располагаемого тепла в течении секунды
(28)
Тепло, превращенное в полезную работу:
(29)
Тепло, превращенное в полезную работу, в процентах
(30)
Тепло, потерянное с охлаждающей водой определяем по формуле
(31)
где
- теплоемкость воды.
Тепло, потерянное с охлаждающей водой, в процентах
(32)
Тепло, потерянное с отработавшими газами:
(33)
Тепло, потерянное с отработавшими газами, в процентах:
(34)
Тепло, теряемое вследствие неполного сгорания топлива, определяется опытным путем, принимается по условию задачи
Тепло, теряемое вследствие неполного сгорания топлива, в процентах:
(35)
Неучтенные потери определяются по формуле:
(36)
Неучтенные потери, в процентах:
(37)
Для проверки точности расчета составляем тепловой баланс двигателя:
(38)