Судовой двигатель внутреннего сгорания L21/31
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
?инимаем).
Температура остаточных газов Tr = 820C(принимаем).
Температура воздуха в цилиндре к моменту начала сжатия Ta, K:
Ta = = = 358.
Действительная степень сжатия д = 15,5 (принимаем).
Отношение Pa/Ps = 0,98
Коэффициент наполнения н:
н = = =0,904.
Цикловая подача топлива, кг/цикл:
gц = = = 0,00133.
Рабочий объем цилиндра, м3:
Vh = = = 0,0107.
Газовая постоянная для воздуха Rв = 287 Дж/кг•К(принимаем).
Коэффициент избытка воздуха при сгорании топлива = 2,2 (принимаем).
Давление наддува, МПа:
Ps = = = 0,41.
Плотность наддувочного воздуха, кг/м3:
s = = = 4,396.
Действительный воздушный заряд к моменту начала сжатия, кг:
Gв = Vhsн = 0,01074,3960,904 = 0,0425.
Давление в цилиндре к моменту начала сжатия, МПа:
Pa=Ps= 0,41
Расчетный коэффициент избытка воздуха при сгорании топлива:
расч = = = 2,198.
Погрешность расчета, %:
= 100 = 100 = 0,091.
Температура воздуха в машинном отделении Tмо= 20 С = 293 К.
Относительная влажность ?мо=80%.
Температура точки росы, К:
Tp = (0,9(Тмо 273) + 0,3мо + 10(10Ps 0,99) 22) + 273 =
= (0,9(293 273) + 0,380 + 10(100,41 0,99) 22) + 273 = 322,93.
Запас по точке росы,C:
Tp = Ts Tp = 325 322,93 = 2,07
(допуск: Tp2C).
Процесс сжатия:
Показатель политропы сжатия n1 = 1,365 (принимаем).
Температура в конце сжатия, К:
Тс = Та дn-1 = 358 15,51,3651 = 985.
Давление в конце сжатия, МПа:
Pc = Pa дn = 0,41 15,51,365 = 18.
Процесс сгорания:
Ro = 8,315 кДж/(мольК) универсальная газовая постоянная.
Действительное кол-во воздуха для сгорания 1 кг топлива, кмоль/кг:
L = Lo = 2,2 0,503 = 1,107.
Коэффициент использования тепла в точке “z” z = 0,83 (принимаем).
Степень повышения давления по прототипу:
пр = = = 1,111.
Принимаем =1,1.
Химический (теоретический) коэффициент молекулярного изменения:
o = 1 + = 1 + = 1,029
Действительный коэффициент молекулярного изменения:
z = = = 1,028.
Средняя мольная изохорная теплоемкость смеси воздуха и остаточных газов при температуре Tc, кДж/(кмольК):
(См)с (См)возд =19,26 + 0,00251•Tс = 19,26 + 0,00251•985 = 21,73
Низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг:
Qнр = 33915С + 125600Н 10886(О S) 2512(9H + W)
Qнр=339150,87+1256000,12810886(0) 2512(90,128+0)=42711.
Уравнение сгорания в общем виде:
, где
(Сp)z = (Сv)z + Ro средняя мольная изобарная теплоемкость смеси воздуха и продуктов сгорания при температуре Тz.
(Сv)z =
средняя мольная изохорная теплоемкость смеси воздуха и продуктов сгорания при температуре Тz.
После подстановки численных значений в уравнение сгорания:
.
Температура в точке “z”, К:
Тz = = 1772.
Максимальное давление цикла, МПа:
Pz = Pc = 1,118 = 19,8.
Погрешность расчета, МПа:
Pz = Pz Pzзад = 19,8 20 = - 0,2.
(допуск: 0,3 МПа).
Степень предварительного расширения :
= = = 1,681.
Процесс расширения:
Степень последующего расширения:
= = = 9,518.
n2 показатель политропы расширения (принимаем n2 = 1,215).
Давление в конце расширения, МПа:
Pb = = = 1,294.
Температура в цилиндре в конце расширения, К:
Tb = = = 1091,6.
Построение диаграммы:
Полный рабочий объём цилиндра, м3:
Vh = Vh? = 0,0107.
Объём цилиндра в конце сжатия, м3:
Vc = = = 0,00071.
Объём цилиндра в начале сжатия, м3:
Vа = Vc + Vh? = 0,00071 + 0,0107 = 0,01141.
Объем цилиндра в конце процесса сгорания, м3:
Vz = = = 0,0012.
Максимальный объем цилиндра, м3:
Vf = Vc + Vh = 0,00071 + 0,0107 = 0,01141.
Таблица расчета политроп сжатия и расширения:
Расчет политроп сжатия и расширения?iVi=Va/?iPсж=Pa?in2Pрасш=Pb?in2Расчетная точка10^2 м3МПаМПа1.(a)1,001,1410,411,29421,250,9130,5561,69731,500,7610,7132,11842,000,5711,0563,00452,500,4561,4323,93963,000,381,8374,91673,250,3512,0495,41883,500,3262,2675,92993,750,3042,4916,447104,250,2682,9557,506114,500,2543,1958,046125,000,2283,6899,145137,000,1635,83913,763149,000,1278,22918,6781510,000,1149,50121,22916.(z)9,510,128,87219,9721713,000,08813,59319,9721815,000,07616,52519,97219.(c)16,070,07118,15519,972
По результатам расчета строим расчетную диаграмму (рис. 2)
Масштаб давления: mp = 0,11 МПа/мм.
Масштаб объема: mv = 0,0072 м3/мм.
Среднее индикаторное давление:
Площадь диаграммы теоретического цикла (до скругления):
Sтеор=3844 мм2.
Площадь диаграммы теоретического цикла (после скругления):
Sд=3763 мм2.
Коэффициент скругления :
ск = = = 0,979.
Среднее индикаторное давление теоретического цикла (Pi`), МПа:
Pi? = =
= = 2,769.
Расчетное среднее индикаторное давление, МПа:
Pi = Pi ск = 2,769 0,975 = 2,711.
Заданное среднее индикаторное давление, МПа:
Piзад = = = 2,667.
Среднее индикаторное давление из диаграммы, МПа:
Piд = = = 2,785.
Погрешность расчета, %:
Piзад = = = 1,623
(допуск 2,5).
Погрешность построения, %:
Piд = = = -2,73
(допуск 5,0).
Индикаторные и эффективные показатели:
Индикаторная работа газов в цилиндре, кДж:
Li = Pi Vh 103 = 2,711 0,0107 103 = 29,01.
Среднее эффективное давление, МПа:
Pe = Pi м = 2,711 0,93 = 2,52.
Индикаторная мощность, кВт:
Ni