Судовой двигатель внутреннего сгорания L21/31
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
= = = 1740,6.
Эффективная мощность, кВт:
Ne = Ni м = 1740,6 0,93 = 1618,8.
Часовой расход топлива, кг/ч:
Gч = = = 287,28.
Удельный индикаторный расход топлива, кг/кВт•ч:
gi = = = 0,165.
Удельный эффективный расход топлива, кг/кВт•ч:
g e = = = 0,177.
Индикаторный КПД:
i = = = 0,511.
Эффективный КПД:
е = i м = 0,511 0,93 = 0,475
Погрешность расчета (допустимое отклонение 2,5 ):
Pe = = = 1,587 .
ge = = = - 1,695 .
Ne = = = 1,408 .
III. Расчет процесса газообмена
1. Построение круговой диаграммы фаз газораспределения
Нахождение высоты открытия клапанов:
dгорл = 180 мм
dштока = 28 мм
S1 = ?d2горл / 4 - ?d2штока / 4 = 24815
S2 = ?Dh = 3.14180h
S1 = S2
h = S2 / ?D = 24815 / (3.14180) = 56,7
Диаграмма линейного открытия клапанов, определяемого профилем кулачков газораспределенного привода
2.Определим потерю при прохождении воздуха во время продувки.
Расход воздуха через компрессор:
а) Gк = = = 3,06 кг/ч
б) Gк =
= Gк - = 0,51 кг/ч
Принимаем = 0,7.
= S1 = S2
?s = 4,396 кг/м3
= 0,75
= = = 27,5 Па
IV. Расчет системы наддува
Исходные данные
1. Давление наддува Ps=0,41 МПа
2. Температура воздуха в ресивере Тs=325 К
3. Коэффициент продувки а=1,2
4. Коэффициент избытка воздуха при сгорании =2,2
5. Давление газов за выпускными органами Рг=3,8 105 МПа
6. Коэффициент, учитывающий увеличение расхода газов по сравнению с воздухом на величину расхода топлива =1,028
7. Барометрическое давление Рб=0,1013МПа
8. Температура воздуха на входе в компрессор Т0=ТМ0=293 К
9. Теоретически необходимое количество воздуха L0=14,54 кг/кг
10. Низшая теплота сгорания QHр=42711 кДж/кг
11. Относительная потеря тепла с газами qГ=0,45
12. Средняя теплоёмкость: воздуха Ср.в.=1,05 кДж/(кг*К)
газов Ср.г.=1,09 кДж/кг
13. Индикаторная мощность двигателя N i=1740 кВт
14 Число цилиндров i =8
- Оценка потерь давления в газовоздушных трактах системы.
общ =фвоготn
ф=0,99 в фильтрах турбокомпрессорах
во= 0,98 в воздухоохладителе
г=0,98 в выпускном трубопроводе до турбины
от= 0,99 в выпускном трубопроводе после турбины
n=Рг/Рs=0,927 при продувке цилиндра
общ=0,99*0,98*0,98*0,99*0,927=0,872
- Температура газов перед турбиной
Тт=Тs+
qГ относительная потеря тепла с газами
СРГ средняя теплоемкость газов (кДж/кг)
Тт=314+=773 К
- Выбор КПД турбокомпрессора
ТК=0,6375
- Вычислим степени повышения давления воздуха к в компрессоре и т в турбине
к =Рк/Р0=РS/(воРбф)=0,41/(0,98 • 0,1013 • 0,99) = 4,172
Рб - барометрическое давление [МПа]
т = Рт/Рот = общк=0,8723,14 = 3,638
- Определяем относительные перепады температур воздуха
в компрессоре и газов в турбине
=к(к-1)/к-1=4,172(1,4-1)/1,4-1=0,504
=1-
Находим коэффициент импульсности
KE расч. =
Т0 температура воздуха на входе в компрессор.
KE расч. = = 0,84
- Вычисляем адиабатные работы сжатия воздуха в компрессоре НК и расширения газов в турбине НТ
НК= 1005Т0 =1005*293*0,504 = 148410 Дж/кг
НТ=1128ТТ =1128*773*0,309 = 269431 Дж/кг
- Вычисляем температуру воздуха за компрессором
ТК=Т0+
ад.к.=0,85 адиабатный КПД компрессора
ср.в. средняя теплоемкость воздуха [кДж/(кг*К)]
ТК=293+=459 К
- Вычисляем температуру газов за турбиной
Т0Т = ТТ-
ад.т.=Т/ТМ =0,75/0,97=0,773 адиабатный КПД турбины
Т=0,75 КПД турбины
ТМ=0,97 механический КПД турбокомпрессора
сРГ среднея теплоемкость газов [кДж/(кг*К)]
Т0Т=773 - =582 К
- Определим секундный массовый расход воздуха через компрессор
Gk = Gs = = = 3,11 кг/с
Ne = 1648 кВт
ge = 0,177 кг/кВт•ч
10. Находим суммарную мощность турбин
NT = NК = 543 кВт
Проверим её относительную величину
Т=
Выбор числа и типа турбокомпрессора.
Исходя из допускаемой производительности одного турбокомпрессора ( не более 4 кг/с) и суммарной производительности турбокомпрессора двигателя Gк = Gs = 0,857 кг/с, принимаем число турбокомпрессоров для 6-ти цилиндрового двигателя с (изобарной) импульсной системой наддува, равное одному.
Задаемся диаметром колеса компрессора с лопаточным диффузором Dк = 350 мм и находим безразмерный коэффициент напора компрессора НК=1,35
- Вычисляем окружную скорость на периферии колеса компрессора
UК=
- Выбираем относительную скорость потока на входе в колесо компрессора
сm =0,35 и подсчитываем скорость потока
с=сmuК=0,35*468,9=164,1 м/с
- Определяем площадь входа в колесо компрессора
FK=GK/(0c)
0=P0106/(RT0)=0.1013•106/(287•293)= 1,205 кг/м3 плотность воздуха перед компрессором
Gk = Gk/i = 3,11/ 1 = 3,11
i = число турбокомпрессоров
FК=3,11/(1,205•164,1)=0,0157 м2
- Вычислим диаметр колеса компрессора
DК=а
а=1,9; b=0,62 коэффициенты конструктивных соотношений
DК=1,9=0,342 м
Отличие полученных DК от предварительно принятого составляет:
% и не превышает допустимых 5%