Улучшение пусковых качеств автотракторных дизелей в зимний период эксплуатации
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
атуре -94.8...-66.8 0С. Следовательно, углеводороды с низкой температурой плавления практически находятся в жидком состоянии при эксплуатации дизеля в любой климатической зоне. В дизельном топливе марки Л углеводороды с низкой температурой плавления составляют около 1,5%, обеспечивая относительную его подвижность [20, 37].
Тяжелые углеводороды парафиновой и ароматической групп в летнем дизельном топливе занимают около 57%. Температура плавления этих углеводородов находится в пределах от -13 0С до -2 0С. По данным табл. 2.12 нами построена интегральная кривая (рис. 4.1) застывания углеводородов дизельного топлива в зависимости от температуры окружающей среды.
Рис.4.1.Интегральная кривая застывания углеводородов дизельного топлива
Анализ интегральной кривой позволяют сделать выводы:
- с понижением температуры окружающей среды от 28 0С до 0 0С количество кристаллов твердых углеводородов плавно нарастает и при t=00C составляет около 25% в единице объема топлива.
- при температуре окружающей среды t=0...-5 0C интенсивность образования кристаллов резко нарастает. При температуре t=-5 0C около 50% углеводородов дизельного топлива из жидкого состояния переходят в кристаллическую фазу, чем и объясняется помутнение топлива.
- при дальнейшем понижении температуры окружающей среды от t=-5 0C до t=-13 0C наблюдается резкий переход дизельного топлива из жидкого состояния в твердое. При t=-13 0C около 86% углеводородов дизельного топлива находятся в кристаллическом состоянии.
- при дальнейшем понижении температуры от t=-13 0C до t=-28 0C наблюдается замедленный рост кристаллов в дизельном топливе. При температуре t=-28 0C около 98% углеводородов находится в твердом состоянии.
Для определения минимальной температуры топлива [92-98], при которой возможна работа топливной системы дизеля, воспользуемся уравнениями неразрывности потока и Бернулли для реальной жидкости. Рассмотрим линию всасывания топливной системы дизеля, работающего по традиционной схеме, когда ФГО расположен перед ТПН. В этом случае уравнение Бернулли будет иметь следующий вид
,(4.1)
где Z1, Z2 - высота расположения выхода из топливного бака и входа в
ТПН, отсчитанная от произвольной горизонтальной плоскости сравнения;
Н - высота столба топлива в баке;
a1, a2 - коэффициенты Кориолиса в рассматриваемых сечениях;
J1, J2 - средние скорости потока топлива в рассматриваемых сечениях;
g - ускорение свободного падения;
r - плотность топлива;
h - суммарные потери напора между рассматриваемыми сечениями;
Рвак - вакуумметрическое давление, создаваемое ТПН.
Уравнение неразрывности потока будет выглядеть следующим образом
,(4.2)
где w1, w2 - площади потока в рассматриваемых сечениях; Q - расход топлива через ТПН.
Условие обеспечения работоспособности линии низкого давления дизеля с учетом уравнений (4.1) и (4.2), а также тем, что коэффициент Кориолиса для ламинарного движения в трубах равен 2.0, можно записать следующим образом
.(4.3)
Суммарные потери напора складываются из потерь напора по длине трубопроводов hдл и потерь от местных сопротивлений hм
h=hдл+hм.,(4.4)
Потери напора по длине трубопроводов определяются по формуле
,(4.5)
где l - суммарная длина трубопроводов от бака до ТПН;
dтр- диаметр трубопровода;
Jтр- средняя скорость движения топлива по трубопроводам;
l- коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси).
При ламинарном движении топлива по трубопроводам круглого сечения коэффициент Дарси можно определить
,(4.6)
где Re - число Рейпольдса.
Число Рейпольдса для труб круглого сечения
,(4.7)
где v - кинематическая вязкость дизельного топлива.
Суммарные потери от местных сопротивлений при ламинарном движении топлива определим по следующей зависимости:
,(4.8)
где xкв. i - коэффициент местного i-го сопротивления квадратичной
области;
Rei -- число Рейнольдса для i-ro местного сопротивления;
Ai - коэффициент i-ro сопротивления;
Ji - средняя скорость топлива в i-том сопротивлении.
Вязкость дизельного топлива зависит от температуры и может быть определена по формуле
,(4.10)
где m, mо- динамическая вязкость дизельного топлива при температуре Т и Т0;
b - коэффициент, значение которого для дизельного топлива изменяется в пределах 0,025. ..0,03.
Общеизвестна зависимость между динамической и кинематической вязкостью m=nr. Считаем, что плотность топлива в рассматриваемом нами интервале температур является величиной постоянной, тогда с учетом формулы (4.10) будем иметь
,(4.11)
где v0 - кинематическая вязкость дизельного топлива при +20 С (293 К).
После подстановки формулы (4.11) в выражение (4.9) и далее (4.8), а также (4.11) в зависимости (4.7), (4.6) и (4.5), с учетом уравнения (4.4) и неравенства (4.3), после соответствующих преобразований получим:
. (4.12)
В формуле (4.12) обозначено
, (4.13) , (4.13)
, (4.14) , (4.14)
По зависимости (4.13) с достаточной степенью точности может быть определена минимальная температура, при которой обеспечивается нормальная подача топлива по линии низкого давления.
.2 Методика расчета теплоемкости дизельного топлива при температурах ниже температуры помутнения
Для определения теплоемкости топлива стоп находим количество теплоты, которое необходимо сообщить дизельное топливу массой mо для того, чтобы изменить его температу