Вступ- Тепловий розрахунок двигуна внутрішнього згоряння марки 8ЧНСП 3А 22
Поршневі дизелі відносяться до роду теплових двигунів, в яких хімічна енергія палива перетворюється на теплову безпосередньо всередині робочого циліндра. Повітря, що надходить в циліндр, і впорскується паливо утворюють горючу суміш, яка самозаймається завдяки високій температурі в кінці стиснення, а також хімічною реакцією палива з киснем повітря. В результаті процесу згоряння утворюються газоподібні продукти з високим тиском та температурою. Ефективність процесу згоряння характеризується кількістю теплоти, виділеної обсягом робочого циліндра.
Перетворення отриманої теплової енергії в механічну відбувається за допомогою передачі роботи розширення продуктів згоряння на поршень, поступально-поворотний рух якого, у свою чергу, перетворюється через кривошипно-шатунний механізм обертальний рух на колінчастому валу двигуна. Створюваний на валу крутний момент робить корисну роботу, долаючи опір зовнішнього навантаження, наприклад гребного гвинта судна.
Газорозподільний механізм періодично відкриває та закриває випускні та впускні органи, що забезпечує своєчасне очищення циліндра від газів та заповнення його свіжим зарядом повітря. Паливна система здійснює своєчасну подачу палива в циліндр.
Комплекс послідовних процесів, що періодично повторюються і зумовлюють роботу двигуна, називається робочим циклом. В даний час коефіцієнт корисної дії у сучасних двигунів досягає значення 50-52%.
Завдання на курсову роботу
Здійснити тепловий розрахунок двигуна внутрішнього згоряння, визначити його індикаторні, ефективні, термічні, механічні показники та геометричні розміри циліндра. А також на основі отриманих даних побудуватиіндикаторну діаграму
Двигун марки8ЧНСП 3А 22/28-2.
Вихідні дані двигуна:
-номінальна потужність Ne = 1250 кВт;
-номінальна частота обертання n = 1050 хв -1;
-питома витрата палива qе = 192 г/кВт год.
Для розрахунку двигуна необхідно ухвалити додаткові дані. Усі рекомендації щодо вибору попередньо оцінюваних параметрів для розрахунку робочого процесу відносяться до суднових дизелів, що працюють на рідкому вуглеводневому паливі.
Абсолютний атмосферний тиск рівноважного робочого тіла Ро за нормальних умов для поршневих двигунів внутрішнього згоряння відповідає 100000 Па (0.1 МПа) ГОСТ 10150-88.
Абсолютна температура рівноважного робочого тіла При нормальних умовах для поршневих двигунів внутрішнього згоряння дорівнює 298 К. ГОСТ 10150-88.
Коефіцієнт надлишку повітря (б) дорівнює відношенню дійсної кількості повітря, що забезпечує повне згоряння 1 кг палива до теоретично необхідної кількості повітря для згоряння 1 кг палива. Приймаємо б = 1.7, керуючись тим, що при даному значенні коефіцієнта надлишку повітря меншій кількості повітря, що не бере участі в процесі горіння, передається теплота згоряння. Але необхідно зважати на те, що при малих коефіцієнтах надлишку повітря зростає теплова напруженість циліндра.
Коефіцієнт продування (цa). Для чотиритактних ДВЗ з наддувом коефіцієнт продування лежить у межах (1,05.. 1,2). Великі значення коефіцієнта продування приймаються при контурному продуванні, менші значення при проміжній. Для нашого двигуна приймаємо цa = 1,15.
Коефіцієнт залишкових газів (гr) дорівнює відношенню кількості молей залишкових газів кількості молей свіжого заряду. Для чотирьохтактнихсередньообігових двигунів з наддувом коефіцієнт залишкових газів перебувати в межах (0,01..0,04), приймаємо гr = 0,04.
У більшості чотирьохтактних двигунів із наддувом застосовується газотурбінний наддув. Прототип нашого двигуна також виконаний із газотурбінним наддувом, тому виберемо його. У нагнітачі застосуємо відцентровий компресор, в силу його компактності, простоти та вищого ККД, порівняно з осьовим. Для відцентрового компресора показник політропи (m) змінюється не більше (1,3..1,4). Приймаємо m = 1,4.
Втрати ХНВ (?Pохл) перебувають у межах (0,001..0,005)МПа . Великі значення втрат для високооборотних двигунів. Так як наш двигун високооборотний, то підігрів заряду об стінки циліндра (? Ta) знаходиться в межах (5..10) для двигунів з наддувом. Приймаємо? Ta = 10 До.
Температура залишкових газів (Tr) змінюється не більше (600..900)К.
Ступінь підвищення тиску(л)лежить в межах (1,4..1,6)
Приймаємо л = 1,5.
Коефіцієнт використання теплоти (оz)- Згоряння палива супроводжується неминучими втратами теплоти на дисоціацію продуктів згоряння, неповноту згоряння та на охолоджуваність стінок циліндра. Цей коефіцієнт враховує всі втрати при згорянні. Коефіцієнт використання теплоти змінюється не більше (0,7..0,95) для високооборотних дизелів. Приймаємо z =0,85.
p align="justify"> Коефіцієнт повноти індикаторної діаграми (ц) дорівнює відношенню площі дійсної індикаторної діаграми до площі теоретичної індикаторної діаграми. За джерелом коефіцієнт повноти індикаторної діаграми лежить у межах (0,95..0,97). Допустимо, що площа дійсної індикаторної діаграми досить наближена до площі теоретичної індикаторної діаграми, тоді приймемо ц = 0,96.