Судовой двухтактный двигатель с турбонаддувом
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ля расчёта насоса, определим количество теплоты, отводимого жидкостью от двигателя .
Количество теплоты, отводимого жидкостью от двигателя определяем по удельному количеству тепла , которое для дизельных двигателей лежит в пределах . При наличии турбокомпрессора принимаем удельное количество тепла [5].
Находим количество теплоты, отводимое от двигателя:
, (1.107)
где - количество тепла, отводимое маслом.
Исходя из рекомендаций, для турбокомпрессорных двигателей с наличием интеркулера величину следует увеличить на 2-7%. С учетом всех конструктивных особенностей .
В качестве охлаждающей жидкости используем теплоноситель на основе воды и этилглюколя, средняя теплоёмкость которой составляет , средняя плотность - .
Принимаем частоту вращения насоса равной . Значит напор, создаваемый насосом .
Зная все необходимое для нахождения циркуляционного расхода охлаждающей жидкости, находим его:
(1.108)
где - температурный перепад воды в радиаторе, выбираемый в диапазоне 7-15 К.
Расчетная производительность насоса определяется с учётом утечек жидкости из нагнетательной полости во всасывающую:
; (1.109)
Где - коэффициент подачи насоса, который для центробежных насосов лежит в пределах 0,8-0,9.
Входное отверстие насоса должно обеспечить подвод расчётного количества воды. Это достигается при выполнении условия:
(1.110)
Где - скорость воды на входе, м/с; - радиусы входного отверстия и ступицы крыльчатки, м. (рис. 1), принимаем .
Следовательно:
(м), (1.111)
Определяем окружную скорость на выходе из колеса:
,
где ,-углы между направлениями скоростей ;
гидравлический КПД насоса().
Избыточное давление в системе охлаждения предназначено для повышения температуры кипения, охлаждающей жидкости, а также для обеспечения запаса давления на гидравлические потери в каналах системы.
При построении профиля лопатки крыльчатки принимают угол , а угол . С увеличением растет напор, создаваемым насосом. Однако увеличение приводит к уменьшению КПД насоса.
Предварительно задаваясь частотой вращения колеса , определим радиус крыльчатки:
.
Окружная скорость входа потока (из соотношения скоростей к радиусам) равна:
. (1.112)
Принимаем угол между скоростями и , , при этом:
, откуда ;
Найдём радиальную скорость потока на выходе из колеса:
; (1.113)
Определяем ширину лопатки на входе:
,
где - толщина лопаток на выходе, м.
Определим мощность, потребляемую водяным насосом:
кВт;
где механический КПД насоса.
Мощность, затрачиваемая на привод насоса, составляет 0,038% от мощности двигателя.
Определение режимных и конструктивных параметров системы охлаждения двигателя
Определение диаметра патрубков системы охлаждения так же, как и предыдущие расчеты являются весьма важной частью расчетов. При недостаточном диаметре не будет осуществляться расчётный циркуляционный расход. Слишком большой диаметр будет негативно влиять на компоновочные и проектировочные свойства двигателя. Основным параметром для расчёта является циркуляционный расход охлаждающей жидкости.
Диаметр патрубка можно определить по зависимости:
(1.114)
Следовательно:
. (1.115)
Рисунок 1.17 - Схема центробежного насоса
1.7 Оценка надежности проектируемого двигателя и его срока службы
Надежность двигателя - это свойство нормально (без поломок, недопустимых износов, потери мощности и т.д.) работать в пределах оговоренного межремонтного срока службы при условии соблюдения всех требований инструкции по эксплуатации. Она определяется степенью отработанности конструкции и технологии изготовления, а также стабильностью качества применяемых материалов.
Для определения надежности рассматриваемого двигателя и определения его ресурса используем методику прогнозирования структурной надежности ДВС.
Структурной надежностью двигателя называют его результирующую надежность при заданных значениях надежности всех элементов, что входят в состав ДВС.
Приведем структурную схему разрабатываемого двигателя (рисунок 1.18):
Рисунок 1.18 - Структурная схема надежности двигателя.
Повторение элементов в схеме связано с тем, что в каждом из 16 цилиндров расположено по 2 встречно-движущихся поршня, каждый из которых расположен на отдельном шатуне.
Зададимся ресурсом безотказной работы двигателя и нормой надежности при количестве элементов
,
где - количество элементов в цилиндре;
- количество цилиндров.
Находим значения интенсивности отказов двигателя:
(1.116)
Пересчитываем значения интенсивности отказов для одного элемента:
Следовательно, средняя наработка до отказа составит:
. (1.117)
Тогда средняя наработка до отказа элемента равна:
.
Определим вероятность безотказности работы двигателя:
(1.118)
Для низкооборотных судовых дизелей ресурс составляет 40000…45000 часов.
Видим, что ресурс работы реальной модели двигателя гораздо ниже, чем предполагаемый, следовательно, необходимо повышать надежность каждой детали в частности.
Повышение надежности работы двигателя связано, в первую очередь, с повышением усталостной прочности деталей, с уменьшением концентрации напряжений, применением азотирования, накатки галтелей и других видов поверхностного упрочнения.
В двигателестроении обычно устанавливаются следующие ?/p>