Улучшение пусковых качеств автотракторных дизелей в зимний период эксплуатации
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
(табл. 4.1) в зависимости от температуры окружающей среды
tC, 0C-24-20-16-12-8-404VP, м3Суммарный расход энергии QП, Дж0.7610-4695967426479595447133484230314431.1010-41006897579378861868225043333320901.5310-41400413572130431198694887014463629061.8710-417116165881594214650115978573566635522.2610-4206862004719267177051401510361684842932.6410-424164234182250620682163721210380005015
) незначительный расход энергии на подогрев кристаллов объясняется тем, что энергия образования кристаллических решеток из гибких молекулярных нитей сопровождается выделением тепла;
)расход тепла (около 30%) на подогрев жидкой фракции обусловлен тем, что молекулы при нагревании изменяют свою кинетическую энергию.
4.3.10 Расчет удельной мощности подогревателя для подогрева топлива в заданном интервале температур
В данном разделе определим затраты тепловой энергии на подогрев единицы объема от температуры помутнения t0 до температуры tk (температура топлива на выходе из подогревателя).
Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена с внутренним источником тепла в относительных параметрах имеет вид
. (4.123)
Постоянство температуры топлива на входе в подогреватель (Х,0) описывается начальными условиями
. (4.124)
Неизменность температуры топлива в центре любого сечения трубопровода описывается уравнением
. (4.125)
Условие теплообмена на границе жидкость-твердая стенка подогревателя описывается уравнением теплопередачи
, (4.126)
где - относительная длина подогревателя,
- относительный радиус подогревателя,
r - текущее значение радиуса,
- число Пекле,
JП - средняя скорость движения топлива в подогревателе,
а - коэффициент температурапроводности топлива,
l - коэффициент теплоемкости топлива,
Nu - число Нуссельта.
Уравнения (4.123) -- (4.126) совместно образуют краевую задачу конвективного теплообмена топлива в трубопроводе с внутренним источником qV тепла. Поставленную задачу решим методом преобразований Лапласа совместно с методом ортогональных проекций. Для практических инженерных расчетов задачу (4.123) -- (4.126) достаточно решить во втором приближении. В качестве базисных координат примем степенные функции относительно безразмерной переменной x
. (4.127)
После преобразований Лапласа по координате Х краевая задача (4.123) -- (4.126) полей температур приводится к функциям изображения этих полей вида
. (4.128). (4.129). (4.130)
Приближенное решение задачи (4.128), точно удовлетворяющее граничным условиям (4.129) и (4.130), находится в семействе функций
, (4.131)где F(S) - функция изображения температуры внешней среды,
ak(S) - функция изображения температурного поля в сечении х, которая находится из системы линейных уравнений по общей схеме ортогонально-проекционным методом
. (4.132)
Коэффициенты Ajk, Bjk, Dj - являются однозначными функциями безразмерной длины Х и радиуса x.
Решая систему (4.132) по формуле Крамара относительно a1(S) и a2(S) получим
. (4.133), (4.134)
где D(S) - определитель составленный из коэффициентов aj(S) системы (4.132);
Djk(S) - алгебраическое дополнение, составленное путем замены в определителе D(S) j-того столбца свободным членом dj системы (4.132);
,(4.135) - слагаемое свободного члена Dj
системы (4.132) ;
, (4.136) - слагаемое свободного члена Dj системы (4.132).
Приняв, что температура окружающей среды и мощность внутреннего источника энергии величины постоянные, то и их изображения так же будут постоянными, т.е.
, (4.137). (4.138)
Из соотношения (4.133) с учетом (4.136) и (4.137) по теореме свертки [89] получим
, (4.139)
Где
, (4.140), (4.141), (4.142) (4.143) (4.144)
В выражениях (4.140)-(4.144) Si - корни полинома D(S)=C2S2+C1S+C0=0, составленного из коэффициентов системы (4.132); - численное значение производной полинома при Si=-Si; - численное значение алгебраического дополнения, составленного путем замены j-того столбца полинома D(S) слагаемым (4.135) свободного члена; - численное значение алгебраического дополнения, составленного путем замены j-того столбца полинома D(S) слагаемым (4.136 свободного члена; D(S)=SD(S) - полином степени n+1; - численное значение производной полинома D(S) при Si=-Si .
Относительная избыточная температура в сечении Х определяется из соотношения
, (4.145)
где t(x,X) - температура топлива на выходе из подогревателя;
tC - температура окружающей среды;
t1=tП - температура топлива на входе в подогреватель, принята равной температуре помутнения.
Из (5.43) определяем удельную мощность источника тепла
. (4.146)
Выражение (4.146) позволяет определить удельную мощность источника тепла в зависимости от температуры окружающей среды, заданной температуры начала подогрева топлива и требуемой температуры на выходе из подогревателя.
5. Эксплуатационные испытания электронагревательного устройства
5.1 Показатели качества пусковых процессов дизеля
Индицирование дизеля 4Ч 11/12,5 при температурах 10...20 0С показывает, что при таких условиях начало процесса пуска начинается на первом-втором рабочих циклах и продолжается равномерно весь период разгона. На рис. 5.1 представлена осциллограмма первых циклов дизеля при температуре 20 0С. Из нее видно, что сначала процесс сгорания начался в третьем цилиндре. За период времени от первого до третьего рабочего циклов частота вращения коленчатого вала возросла с 180 до 690 мин-1. При этом период задержки самовоспламенения t1 сократился, а максимальное давление сгорания PZ, скорость нарастания давления dP/dj и степень повышения давления l увеличились.