Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
КР.СД.071713.ПЗ.
Разраб.
Первушов Н.Н.
Провер.
Зинуко А.А.
Лит.
Листов
20
07-ДВС
Содержание
Введение………………………………………………………………..………….3
1. Тепловой расчет………...…………………………………………………….4
2. Расчет теплового баланса……………………….……………………………………………….13
3. Определение основных размеров топливных насосов и форсунок…….15
4. Основные параметры смазки. ……………………………………………..17
5. Расчет системы охлаждения……………………………………………….18
Заключение 19
Список используемой литературы 20
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
КР.СД.071713.ПЗ.
Введение
Двигатели внутреннего сгорания широко применяют во всех отраслях народного хозяйства и еще долгое время они будут являться источником энергии для различных энергетических установок.
Несмотря на то, что уже много сделано для повышения индикаторного кпд двигателя, имеются еще резервы, заключающиеся в ускорении процесса прогрева двигателя, организации более быстрого сгорания и в основном в уменьшении потерь теплоты.
Обычно в двигателях внутреннего сгорания до 30% и более теплоты, введенной с топливом, отводится в охлаждающую среду и передается через наружную поверхность. Использование даже части указанной теплоты для совершения полезной работы может существенно улучшить экономичность двигателя.
Для уменьшения механических потерь больше внимания следует уделять совершенствованию конструкции системы смазки двигателя, применения новых видов смазочных материалов и специальных присадок к уже существующим видам моторных масел.
Одним из важнейших направлений, в свете уменьшения разведанных запасов нефти, является расширение ассортимента топлива для двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, необходимо проводить работы по совершенствованию системы подготовки и подачи топлива, для обеспечения работы двигателей тяжелых видах топлив.
Выполнить тепловой расчет судового малооборотного двухтактного дизельного двигателя. Мощность двигателя =7000 кВт.
Исходные данные
Тактность 2 - тактный
Постоянная механизма R/L λ =0.4359
Число цилиндров I = 8
Диаметр цилиндра D= 0,42 м
Ход поршня S=1,36 м
Механический КПД ηм = 0,949
Давление наддува РК= 0,315MПа
Степень сжатия ε = 12,6
Температура окружающего воздуха Т0 = 293,0 K
Коэффициент остаточных газов γr = 0,050
Коэффициент избытка воздуха α = 2.30
Давление окружающего воздуха P0 = 0,100 МПа
Частота вращения коленвала n =159 об/мин
Угол начала выпуска = 118,0° П.К.В.
Угол конца выпуска = 257,0° П.К.В.
Угол открытия продувочных окон = 140,5° П.К.В.
Объемы характерных точек индикаторной диаграммы
Объём, описываемый полным ходом поршня
м
Объём цилиндра к моменту начала сжатия (в момент закрытия выпускного клапана ), м.
м,
где
м
Объём камеры сгорания
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
4 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
отсюда
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
5 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
м
Полный объем цилиндра
м
Объём цилиндра в момент открытия продувочных окон
м
где =
м
Потеряная доля хода поршня для процесса сжатия
где
м.
Геометрическая степень сжатия
Расчет параметров рабочего тела
кмоль
где M0 = 0,528 кМоль
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
6 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
7 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
8 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
;
где – внутренняя энергия воздуха в точке с;
- внутренняя энергия продуктов сгорания в точке с ;
- внутренняя энергия продуктов сгорания в точке z ;
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
9 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
Расчет параметров процесса расширения
Степень предварительного расширения:
Степень последующего расширения:
Показатель политропы расширения:
,
где
Решая уравнение методом последовательного приближения , получаем n2=1,233.
Следует принимать n2 несколько ниже, чем получается при расчёте, т. к. коэффициенты a и b взяты для чистых продуктов сгорания, а на самом деле в цилиндре находится их смесь с воздухом.
Следовательно, берём значение n2=1,231.
Температура конца расширения:
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
10 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
°К.
Давление в цилиндре в конце расширения:
МПа.
Индикаторные и эффективные показатели работы дизеля
Индикаторная работа цикла, выраженная площадью расчётной индикаторной диаграммы:
=0,36·10Дж
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
11 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
Среднее индикаторное давление, отнесённое к полному ходу поршня, с учётом скругления индикаторной диаграммы:
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
12 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
кВт;
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
13 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
Расчет теплового баланса
Из теплового расчета имеем
Удельный эффективный расход топлива 0,171 кг/кВт·ч
Эффективная мощность Nе =7095,2 кВт
Низшая теплотворная способность топлива QH = 42700 кДж/кг топл.
Коэффициент избытка воздуха α = 2,3
Частота вращении коленчатого вала n = 159 об/мин
Диаметр цилиндра d = 42 cм
Число цилиндров I = 8
Температура окружающего воздуха Т0 = 293 °K
Температура конца расширения 960,4°K.
Число молей свежего заряда M1 = 1,138 кМоль.
Число молей продуктов сгорания M2 = 1,171 кМоль.
Расчет статей теплового баланса
Часовой расход топлива
0,171·7095,2 = 1213,2 кг/ч
Общее количество теплоты, введенное в двигатель с топливом
14389900 Дж/с
Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с.
7095200 Дж/с
Теплота, передаваемая охлаждающей среде
311906Дж/с
где с = 0,45 – 0,53 – коэффициент пропорциональности;с=0,5.
m = 0,6 – 0,7 – показатель степени;с=0,60.
Теплота, унесенная с отработанными газами
где -молярная теплоемкость отработавших газов;
-молярная теплоемкость чистого воздуха.
=6817671 Дж/с.
Неучтенные потери теплоты
Дж/с.
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
14 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
В таблице 2.1. представлены составляющие теплового баланса в Дж/с и в процентах от .
Таблица 2.1
|
Теплота |
Дж/с |
% от Qо |
|
Qе |
7095200 |
49,3 |
|
Qож |
311906 |
2,16 |
|
Qог |
6817671 |
47,3 |
|
Qост |
1,1 |
|
|
Qо |
14389900 |
100,0 |
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
15 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
Определение основных размеров топливных насосов и форсунок.
Основные конструктивные параметры топливного насоса - диаметр плунжера и его ход - определяют исходя из величины удельного эффективного расхода топлива g .
Геометрически полезный ход плунжера
см
где =1,0÷2,0 м/с- средняя скорость плунжера ;
- геометрическая продолжительность впрыска;
-(0,85÷0,75) ·=0,75·20°=15°,
- продолжительность впрыска топлива.
Полный ход плунжера следует принимать с запасом , для компенсации износа плунжерной пары в эксплуатации.
(1,25÷1,3)= 1,3·3,14=4,08 см,
Цикловая веслвая подача топлива :
=15,89 г/цикл.
Наибольшая цикловая подача топлива
(1,25÷1,35)· =1,3·15,89 = 20,65 г/цикл.
Диаметр плунжера
3,28 см.
где - плотность топлива;
- 0,7÷0,9 – коэффициент подачи.
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
16 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
Основные размеры и количество сопловых отверстий распылителя форсунки зависят от количества передаваемого топлива за цикл , продолжительности подачи и давления впрыска.
Время впрыска топлива
Средняя условная скорость впрыска топлива из сопла распылителя приближенно:
м/с.
где и - среднее давлние за процессы впрыска топлива, а так же газов в цилиндре, кг/см
06÷0,9 – коэффициент истечения из сопловых отверстий;
Цикловая объемная подача топлива
см/цикл.
Суммарная площадь сечения всех сопловых отверстий:
см
Диаметр одного соплового отверстия
мм;
где - число одинаковых сопловых отверстий.
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
17 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
Основные параметры системы смазки.
Количество тепла отведенного маслом
120÷160 ккал/э.л.с.ч. = 140 ккал/э.л.с.ч.
Удельный проток масла в системе
кг/э.л.с.ч.
где - 1,5÷3- коэффициент запаса;
0,4÷0,5- теплоемкость масла, ккал/кг·град;
5÷15°С- перепад температур в охладителе.
Количество масла частично отбираемого в фильтры тонкой очистки, от общего количества прокачиваемого масла .
(0,08÷0,15) кг/час.
Производительность циркуляционного масляного насоса:
л/час.
где - 10÷15 л/э.л.с.ч. – удельный проход масла.
Мощность, потребная для привода насоса
кВт;
где - перепад давлений .
- механический КПД.
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
18 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |
Расчет системы охлаждения.
Количество отводимого тепла
кДж/час.
где а=0,2÷0,35 – относительная теплоотдача в воду.
Потребная производительность водяных насосов
кг/час.
где с =весовая теплоемкость охлаждающей жидкости, кДж/кг·град.;
7÷15°С- нормальный температурный перепад.
Расчетная производительность насоса принимается с запасом, на 15÷20% больше.
(1,15÷1,2)·G=1.15·1036140,43=119151,5 кг/час.
Мощность потребляемая насосом водяного охлаждения:
где H =10м- напор насоса.
л.с = 4,8 кВт.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
19
КР.СД.071713.ПЗ
Заключение
В данном курсовом проекте мы рассчитали наиболее подходящие для данного четырёхтактного дизельного судового двигателя с системы питания, смазки, охлаждения и схематично построили их.
Список литературы:
|
КР.СД.071713.ПЗ |
Лист |
|||||
|
20 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |