ТОП 10:

Расчет и построение индикаторной диаграммы



Принимаем масштаб ординат давлений 1 бар – 2 мм (m=2).

Ординаты характерных точек цикла:

Точка а = m·Pa = 2·1,43 = 2,86 мм.

Точка с = m·Pc = 2·45,97 = 91,94 мм.

Точка z = m·Pz = 2·80 = 160 мм.

Точка в = m·Pb = 2·4,8 = 9,6 мм.

Точка f = m·Pг = 2·1,28 = 2,56 мм.

Длину базы диаграмм принимаем Va = 200 мм.

Объем камеры сжатия = 16 мм.

Объем предварительного расширения

Vz = Ve·ρ = 1,338·16 = 21,4 мм.

На миллиметровом листе соответствующего формата, проводим оси прямоугольной системы координат РV.

Отложив на соответствующих объемах полученные ординаты давлений и соединив точки "с и z1" и "z1 и z" - получаем процессы сгорания топлива при V = const и Р= const.

Соединив точки "b и f" и проведя влево горизонталь до пересечения с линией В.М.Т. получаем процесс выпуска отработанных газов.

Проведя горизонталь влево с точки "а" получаем процесс наполнения цилиндра своим зарядом воздуха.

Для построения кривых сжатия и расширения, воспользуемся определением ординат давлений для произвольно взятых промежуточных объемов. Расчет производим в табличной форме.

 

Таблица 1

Величина е Промежуточный объем Ординаты давлений сжатия Ординаты давлений расширения
V1 = 200/1 = 200 Р1 = 2,86·11,374 =2,86 Р'1 = 9,6·11,256 = 9,6
1,333 V2 = 200/1,333 = 150 Р2 = 2,86·1,3331,374 = 4,2 Р'2 = 9,6·1,3331,256 = 13,8
V3= 200/2 = 100 Р3 = 2,86·21,374 = 7,4 Р'3 = 9,6·21,256 = 22,9
2,666 V4= 200/2,666 = 75 Р4 = 2,86·2,6661,374 = 11,0 Р'4 = 9,6·2,6661,256 = 32,89
V5= 200/4 = 50 Р5 = 2,86·41,374 = 19,2 Р'5 = 9,6·41,256 = 54,76
V6= 200/5 = 40 Р6 = 2,86·51,374 = 26,1 Р'6 = 9,6·51,256 = 72,47
6,666 V7= 200/6,666 = 30 Р7 = 2,86·6,6661,374 = 38,76 Р'7 = 9,6·6,6661,256 = 104,0
V8= 200/8 = 25 Р8 = 2,86·81,374 = 49,8 Р'8 = 9,6·81,256 = 130,78
V9= 200/10 = 20 Р9 = 2,86·101,374 = 67,66
12,5 V10= 200/12,5 = 16 Р10 = 2,86·12,51,374 = 91,94

 

Откладываем полученные ординаты давлений из соответствующих им промежуточных объемов на вертикалях от оси абсцисс. Соединив точки "а – промежуточные точки ординат давлений сжатия – с" получаем сжатия "а-с".

Соединив точки "z" - промежуточные точки ординат давлений расширения – "в" получаем политропу последующего расширения "z-b.

Планиметрируя индикаторную диаграмму, определяем ее площадь F = 4048 мм2

Среднее индикаторное давление

= 11бар.

Среднее индикаторное давление, полученное расчетным путем Рi = 11,14 бар.

Погрешность построения индикаторной диаграммы:

1,27% < [3÷4%].

Таким образом, индикаторная диаграмма может быть использована для дальнейших расчетов.

 


Пример построения индикаторной диаграммы двухтактного двигателя с контурной продувкой

 

Исходные данные.

Мощность Nе = 600 э.л.с.; число оборотов n = 300 об/мин; диаметр цилиндра D = 300 мм; ход поршня S = 500 мм; число цилиндров i = 6; степень сжатия ε = 12,9; степень предварительного расширения ρ = 1,315; степень последующего расширения δ = 9,8; доля потерянного хода поршня ψ = 0,22; давление начала сжатия Ра = 1,14 бар; давление сжатия Рс = 37 бар; максимальное давление цикла Рz = 60 бар; давление конца расширения Рb = 3,08 бар; средний показатель политропы сжатия n1 = 1,36; средний показатель политропы расширения n2 = 1,3.

Принимаем базу диаграммы Va = 120 мм;

масштаб ординат давлений 1 бар – 2 мм (m=2);

объем камеры сжатия = 9,3 мм;

объем предварительного расширения Vz = Ve·ρ = 1,315·9,3 = 12,21 мм;

рабочий объём цилиндра Vs =

Ординаты давлений характерных точек цикла:

точка а = m·Pa = 2·1,14 = 2,28 мм;

точка с = m·Pc = 2·37 = 74,0 мм;

точка z = m·Pz = 2·60 = 120 мм;

точка b = m·Pb = 2·3,08 = 6,16 мм.

Таблица 1

Величина е Промежуточный объем Ординаты давлений сжатия Ординаты давлений расширения
V1 = 120/1 = 120 Р1 = 1,14·2·11,36 =2,86 Р'1 = 3,08·2·11,3 = 6,16
1,5 V2 = 120/1,5 = 80 Р2 = 2,86·1,51,36 = 3,97 Р'2 = 6,16·1,51,3 = 10,4
2,5 V3= 120/2,5 = 48 Р3 = 2,86·2,51,36 = 7,95 Р'3 = 6,16·2,51,3 = 20,21
V4= 120/4 = 30 Р4 = 2,86·41,36 = 14,96 Р'4 = 6,16·41,3 = 37,4
V5= 120/6 = 20 Р5 = 2,86·61,36 = 26,2 Р'5 = 6,16·61,3 = 62,5
V6= 120/8 = 15 Р6 = 2,86·81,36 = 38,4 Р'6 = 6,16·81,3 = 91,5
V7= 120/12 = 10 Р7 = 2,86·121,36 = 53,7 Р'7 = 6,16·121,3 = 120
12,9 V8= 120/12,9 = 9,3 Р8 = 2,86·12,91,36 = 74,0  

Среднее индикаторное давление определяем по приближенному способу деления диаграммы на ряд трапеций, для чего длину диаграммы делим на десять равных частей длиной в = 142 мм. Из точек деления проводим линии

У1; У2 ; … У9 перпендикулярно к атмосферной линии.

Проводим дополнительно две ординаты У0 и У10 от линий, касательных к крайним точкам диаграммы. Отрезки линий У1; У2 ; … У9 , заключенные между линиями расширения и сжатия, представляют собой средние линии трапеций, высота которых равна в = … мм.

Отрезки У0 и У10 являются средними линиями крайних трапеций с высотой ½ в .

Вышеуказанные отрезки измеряем линейкой.

Величина среднего индикаторного давления определится по формуле

 

( Рi ) = бар.


Пример построения индикаторной диаграммы двигателя с

Прямоточной-клапанной продувкой

Исходные данные.

n1 = 1,38; n2 = 1,27; ψ = 0,11; ε = 11,1; ς = 1,46; δ = 7,62; Ра = 1,34 бар;

Рс = 37,2 бар; Рz = 56 бар; Рb = 4,26 бар; Рі = 8 бар; 88˚ п.к.в. до Н.М.Т. опережение открытия выпускного клапана:

Таблица 1

Величина е Промежуточный объем Ординаты давлений сжатия Ординаты давлений расширения
V1 = 120/1 = 120 Р1 = 2,68·11,38 =2,68 Р'1 = 8,54·11,27 = 8,54
1,5 V2 = 120/1,5 = 80 Р2 = 2,68·1,51,38 = 4,69 Р'2 = 8,54·1,51,27 = 14,29
2,4 V3= 120/2,4 = 50 Р3 = 2,68·2,41,38 = 8,97 Р'3 = 8,54·2,41,27 = 25,96
2,666 V4= 120/2,666 = 45 Р4 = 2,68·2,6661,38 = 10,37 Р'4 = 8,54·2,6661,27 = 29,68
V5= 120/4 = 30 Р5 = 2,68·41,38 = 18,15 Р'5 = 8,54·41,27 = 49,67
4,8 V6= 120/4,8 = 25 Р6 = 2,68·4,81,38 = 23,35 Р'6 = 8,54·4,81,27 = 62,6
V7= 120/6 = 20 Р7 = 2,68·61,38 = 31,77 Р'7 = 8,54·61,27 = 83,12
V8= 120/8 = 15 Р8 = 2,68·81,38 = 47,2 Р'8 = 8,54·81,27 = 112
V9= 120/10 = 12 Р9 = 2,68·101,38 = 64,29  

 

Масштаб ординат давлений 1 бар – 2 мм (m=2);

точка а = m·Pa = 2·1,34 = 2,68 мм;

точка с = m·Pc = 2·37,2 = 74,4 мм;

точка z = m·Pz = 2·56 = 112 мм;

точка b = m·Pb = 2·4,26 = 8,52 мм.

База диаграммы Va = 120 мм;

объем катары сжатия = 10,81 мм;

объем предварительного расширения Vz = ρ·Vc = 1,46·10,81 = 15,78 мм;

рабочий объем цилиндра

Поправка Брикса в масштабе длины диаграмм

 

Пример расчета рабочего цикла двухтактного двигателя с прямоточной-клапанной продувкой

Задание:Рассчитать рабочий цикл главного судового дизеля с прямоточно-клапанной продувкой.

Эффективная мощность Ne = 17920 э.л.е (13200 Квт) при частоте вращения n = 111 об/мин (1,85 об/сек), число цилиндров i = 8.

Расчет производить для топлива марки Л ГОСТ 305-82, средний весовой состав топлива: С = 0,87; Н = 0,126; О = 0,004.

Низшая теплота сгорания топлива Qн = 10136,2 Ккал/кг

Исходные данные расчета.

Максимальное давление цикла…………………… .Pz = 130 бар

Степень сжатия………………………………………Е = 13,4

Давление окружающей среды………………………P0 = 1бар (0,098 Мн/м2)

Температура окружающей среды……………….….Т0 = 2900 К

Коэффициент избытка воздуха……………………..α = 1,8

Температура остальных газов………………………Тг = 7000 К

Давление после нагнетателя…………………….......Рк = 2 бар

Коэффициент остаточных газов…………………….γг = 0,06

Коэффициент использования тепла

в точке "z"……..……………………………………...ξz = 0,8

Коэффициент использования тепла

в точке "в"…………………………………………….ξв = 0,86

Доля хода поршня, соответствующая

Продувочным окнам………………………………….ψп = 0,09

Механический КПД двигателя………………………ηм = 0,94

 

Расчет

Теоретическое количество молей воздуха, необходимое для сгорания 1 кг. топлива.

Действительное количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива,

L = α·L0 = 2·0,495 = 0,99 моль/кг;







Последнее изменение этой страницы: 2016-04-08; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.232.51.69 (0.008 с.)