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