Улучшение пусковых качеств автотракторных дизелей в зимний период эксплуатации
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
ру от Тт (текущей температуры топлива) до Тп (температуры помутнения топлива) , если Т3 ? Тт ? Тп .
Для бесконечно малого изменения температуры справедливо выражение
, (4.15)
где dQт - теплота, сообщаемая дизельному топливу для изменения его
температуры на dTТ;
dQ1 - теплота, идущая на плавление кристаллов н-алканов в
интервале температур dTТ;
dQ2 - теплота, идущая на изменение теплосодержания расплавлен-
ной фазы в интервале температур dTТ ;
dQ3 - теплота, идущая на изменение теплосодержание
кристаллической фазы в интервале температур dTТ .
Удельная теплота плавления для органических соединений определяется по формуле
,(4.16)
где Тпл - температура плавления.
Введя средний мольный объем кристаллической фазы, имеем
, (кДж/м3) (4.17)
Тогда, количество теплоты, необходимое для плавления кристаллической фазы объемом
. (4.18)
Объем кристаллической фазы, которая плавится
, (4.19)
где mкр -- масса кристаллической фазы, которая плавится при температуре
Тт (кг);
?кр -- средняя плотность кристаллической фазы (кг/м3).
Предполагаем, что процесс плавления непрерывный в интервале температур от Тз до Тп , а масса кристаллов, которая плавится при температуре Тт - есть близкая к линейной функции температуры ( рис. 4.2).
Суммарная масса кристаллов при температуре топлива, равной температуре замерзания Тз
, (4.20)
где -- масса кристаллов, которая плавится при температуре топлива,
равной температуре замерзания Т3 .
Предполагаем, что суммарная масса кристаллов mкр при температуре Тт - есть также близкая к линейной функции температуры (см. рис.4.2), отвечающая следующим допущениям: при Тт = Тп ; mкр= 0, а при ТТ = Тз ; mкр = m0 , где m0 - масса всего топлива. Тогда с учетом рис. 4.2 и формулы (4.20) имеем
, (4.21)
Рис 4.2. Процесс плавления кристаллов парафина
Аналогично (рис. 4.2)
. (4.22)Массу расплавленной фазы определяем как разницу массы всего топлива и массы кристаллической фазы
, (4.23)
С учетом (4.22), после преобразования имеем
. (4.24)
Подставляя выражение (4.20) в формулу (4.19) и далее в уравнение (4.18), получим
. (4.25)
В формуле (4.25) Тпл заменена на текущую температуру топлива. Количество теплоты, идущее на плавление кристаллов в интервале температур dТт
. (4.26)
Количество теплоты, идущее на изменение теплосодержания расплавленной фазы в интервале температур dТТ определятся как
, (4.27)где ср -- средняя теплоемкость расплавленной фазы в интервале температур от Тт до Тп (кДзж/кг К).
С учетом уравнения (4,24), имеем
, (4.28)
Количество теплоты, идущее на изменение теплосодержания кристаллической фазы
, (4.29)
где скр -- средняя теплоемкость кристаллической фазы в интервале температур от Тт до Тп (кДж/кг К).
С учетом выражений (1.18) и (1.19) получим
, (4.30)
Подставляя выражения (4.26), (4.28) и (4.30) в уравнение (4.15), проинтегрировав и преобразовав, имеем
, (4.31)
Общеизвестно . (4.32)
Тогда теплоемкость топлива в интервале температур от Тз до Тп
. (4.33)
Скорость топлива Vтоп через нагретую углеродную ткань определяется из гидродинамического расчёта всасывающей линии топливоподкачивающего насоса при известном расходе топлива через последний.
.3 Методы расчета нагревательных элементов, установленных в топливной системе дизеля
Основная доля нефти, добываемой в странах СНГ, парафинистого основания, а в дизельном топливе, полученном из нее, содержится от 15 до 30% углеводородов нормального ряда (н-алканов), обладающих более высокими температурами кристаллизации, чем все остальные углеводороды топлива. Это является причиной образования в дизельном топливе при низких температурах кристаллической фазы.
Кристаллообразование ведет к ухудшению низкотемпературных свойств топлива, его прокачиваемости и фильтруемости. Коэффициент фильтруемости, как показывают наши исследования, при температуре топлива на 2…30 ниже температуры помутнения, достигает 8...10 единиц, тогда как для нормальной прокачиваемости топлива этот же коэффициент должен находиться в пределах 2...3 единиц. Для Республики Беларусь зимние сорта топливе практически не применяются, поэтому в условиях зимней эксплуатации автотракторной техники необходимо обеспечить запуск и работу дизельных двигателей на летних сортах топлива.
Для повышения эффективности работы фильтров дизельных двига-телей при отрицательных температурах нами предложены конструкции электроподогревателей [69,70,71] с использованием углеродных нитей и тканей. Однако отсутствие теоретических исследований теплообмена между нагревательным элементом и дизельным топливом при низких температурах затрудняет использование этого перспективного направления в обеспечении надежной зимней эксплуатации дизелей.
Данные теоретические исследования направлены на решение задачи: до какой температуры t0 в начале трубопровода необходимо подогреть дизельное топливо, чтобы его температура в сечении x=l (l- длина трубопровода) соответствовала требуемой tx, если температура окружающей среды равна tc.
Физические свойства дизельного топлива таковы, что подогревать его выше температуры t=40...45 0C не рекомендуется из-за интенсивного выделения смолистых веществ. Известно, что при температуре близкой к t=0 0C в дизельном топливе марки Л образуются кристаллические структуры, которые снижают ?/p>