Разработка топливной системы тракторного дизеля для работы на биотопливе
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
для биотоплива:
Рiан= 0,95855,5 -(105-90)=797,7 кПа
Среднее индикаторное давление (Рi) - такое условное постоянное давление, которое действуя в течении 1 хода поршня совершает такую же работу что и переменное давление внутри цилиндра двигателя. Значит, величина среднего индикаторного давления характеризует тепловую напряженность работы двигателя.
Процент несовпадения величин среднего индикаторного давления ?Рi в %, вычисленных, аналитически и графически определяется по выражению:
(3.27)
Допустимая погрешность ?Рi=3тАж5%;
для дизельного топлива:
Рiгр =900 кПа;
Рiгр=0,95900 - (125-90)=820 кПа;
для биотоплива:
Рiгр =845 кПа;
Рiгр=0,95845 - (105-90)=787,7 кПа;
Индикаторный коэффициент полезного действия ?i определяется по формуле:
(3.28)
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Затем найдем индикаторный удельный расход топлива gi в кг/кВттАвч находим по формуле:
(3.29)
для дизельного топлива:
для биотоплива:
3.2.7 Эффективные показатели работы двигателя
Эффективные показатели работы двигателя, отличается от индикаторных наличием необходимых затрат на преодоление различных механических сопротивлений.
Среднее эффективное давление Ре в кПа найдем по формуле:
(3.30)
где Рм - механические потери в кПа, вычисляемые по эмпирической формуле:
(3.31)
где Сn - средняя скорость поршня.
Сn для тракторных дизелей лежит в пределе 6тАж11 м/с. Принимаем Сn=7,5 потому что увеличение средней скорости поршня возрастают механические потери, повышается тепловая напряженность двигателей, сокращается срок службы двигателя.
Рм=[0,9+(0,117,5)]102=172,5 кПа
Подставим Рм в формулу (3.30) и найдем Ре:
для дизельного топлива:
Ре= 835,7 - 172,5=663,2 кПа
для биотоплива:
Ре= 797,7 - 172,5=625,2 кПа
Найдем эффективный коэффициент полезного действия ?е из выражения:
, (3.32)
где hм - механический коэффициент полезного действия;
Его можно найти из выражения:
, (3.33)
для дизельного топлива:
для биотоплива:
Определим коэффициент полезного действия hе:
для дизельного топлива:
hе=0,480,79=0,38
для биотоплива:
hе=0,420,78=0,33
Эффективный удельный расход топлива gе в кг/кВтч найдем из выражения:
(3.34)
для дизельного топлива:
для биотоплива:
3.3 Тепловой баланс двигателя
Тепловой баланс двигателя характеризует распределение теплоты, выделяемой при сгорании топлива, вводимого в цилиндры двигателя на полезно используемую и отдельные виды потерь характеризуется внешним тепловым балансом. Характер распределения теплоты сгорания по составляющим внешнего теплового баланса определяется особенностями рабочего процесса, а также геометрическими размерами цилиндропоршневой группы, конструкцией деталей и системы охлаждения.
Внешний тепловой баланс в целом и отдельные его составляющие в частности позволяют оценить показатели теплонапряженности деталей двигателя, рассчитать систему охлаждения, определить резервы в использовании теплоты обработавших газов и пути повышения экономичности двигателя.
3.3.1 Общее количество теплоты
Общее количество теплоты Q в кДж/ч, введенной в двигатель с топливом находим по формуле:
Q=QnGт, (3.35)
где Gт - часовой расход топлива.
Qn-низшая удельная теплота сгорания.
Часовой расход топлива Gт в кг/ч находится по формуле:
т=Nege, (3.36)
для дизельного топлива:
Gт=150,222=3,33 кг/ч;
Низшая удельная теплота сгорания Qн=42500 кДж/кг.=425003,233=138656,25 кДж/ч;
- для биотоплива:
Gт=150,293=4,39 кг/ч;
Низшая удельная теплота сгорания Qн=37300 кДж/кг.
Q=373004,39=163747 кДж/ч.
3.3.2 Теплота, эквивалентная эффективной работе
Теплота, эквивалентная эффективной работе Qe в кДж/ч найдем из выражения:
Qe=3600Ne, (3.37)
где Ne - эффективная мощность, кВт; для двигателя Д-21 Ne=15 кВт.
для дизельного топлива:
Qe=360015=54000 кДж/ч;
Процентное количество тепла qе в%, расходуемая на совершение работы:
, (3.38)
Найдем процентное количество тепла qе:
для биотоплива:
3.3.3 Теплота передаваемая охлаждающей среде
Теплота Qв в кДж/ч передаваемая охлаждающей среде для дизелей без наддува:
(3.39)
где C - коэффициент, равный 0,45тАж0,53
i - число цилиндров;
D - диаметр цилиндра, см;
n - частота, вращения коленчатого вала, мин-1;
a - коэффициент избытка воздуха.
Примем:
С=0,45; i=2; D=10,5 см; n= 1600 мин-1; a=1,65.
Зная все величины найдем, теплоту передаваемую охлаждающей среде Qв:
Процентное количество тепла qe в%, передаваемое охлаждающей среде найдем по формуле:
(3.40)
Найдем количества теплоты qe:
для биотоплива:
Примем коэффициент избытка воздуха a=1,2:
3.3.4 Теплота, уносимая с отработавшими газами
Теплота Qв в кДж/ч, уносимая с отработавшими газами находится по формуле:
(3.41)
где Ср - средняя теплоемкость отработавших газов при постоянном давлении;
Средняя теплоемкость равно Ср - 1,04 кДж/кгград;
Тr и То - температуры отработавших газов и окружающей среды, К;
для дизельного топлива;
Берем из предыдущих расчетов Тr = 850 К; То = 293 К;
Gв и Gт - количества поступившего в цилиндр воздуха и топлива, кг/ч;
Количества