Двигатель внутреннего сгорания

циклі з урахуванням всіх теплових втрат і є відношенням теплоти Qi, еквівалентній корисній індикаторній роботі, до всієї витраченої теплоти Q, тобто ni=Qi/Q (а).

Теплота (кВт), еквівалентна індикаторній роботі за 1 з, Qi=Ni.

Теплота (кВт), витрачена на роботу двигуна протягом 1 з, Q=Gт*(Q^p) н, де Gт - витрата палива, кг/с; (Q^p)н - нижча теплота згорання палива, кДж/кг. Підставляючи значення Qi і Q в рівність (а), отримаємо ni=Ni/Gт*(Q^p) н (1).

Питому індикаторну витрату палива [кг/кВт*ч] є відношення секундної витрати палива Gт до індикаторної потужності Ni, тобто gi=(Gт/Ni)*3600, або [г/(кВт*ч)] gi=(Gт/Ni) *3. 6*10^6.

Значення індикаторного ККД і питомої індикаторної витрати палива для сучасних двигунів при їх роботі на номінальному режимі приведені в табл. 1 на рис. 10 [6].

 Ефективний ККД і питома ефективна витрата палива

 Економічність роботи двигуна в цілому визначають ефективним ККД ni і питомою ефективною витратою палива ge. Ефективний ККД оцінює ступінь використання теплоти палива з урахуванням всіх видів втрат як теплових так і механічних і є відношенням теплоти Qe, еквівалентній корисній ефективній роботі, до всієї витраченої теплоти Gт*Q, тобто nm=Qe/(Gт*(Q^p)н)=Ne/(Gт*(Q^p)н) (2).

Оскільки механічний ККД рівний відношенню Ne до Ni, то, підставляючи в рівняння, що визначає механічний ККД nm, значення Ne і Ni з рівнянь (1) і (2), отримаємо nm=Ne/Ni=ne/ni, звідки ne=ni/nM, тобто ефективний ККД двигуна рівний твору індикаторного ККД на механічний.

Питому ефективну витрату палива [кг/(кВт*ч)] є відношення секундної витрати палива Gт до ефективної потужності Ne, тобто ge=(Gт/Ne)*3600, або [г/(кВт*ч)] ge=(Gт/Ne) *3. 6*10^6.

Значення ефективного ККД і питомої ефективної витрати палива для сучасних двигунів при їх роботі на номінальному режимі приведені в табл. 1 на рис

10 [6].

 Тепловий баланс двигуна

 З аналізу робочого циклу двигуна виходить, що тільки частина теплоти, що виділяється при згоранні палива, використовується на корисну роботу, решта частини ж складає теплові втрати. Розподіл теплоти, отриманої при згоранні палива, що вводиться в циліндр, називають тепловим балансом, який зазвичай визначається експериментальним шляхом. Рівняння теплового балансу має вид Q=Qe+Qг+Qн. с+Qост, де Q - теплота палива, введена в двигун Qe, - теплота, перетворена на корисну роботу; Qохл - теплота, втрачена охолоджуючим агентом (водою або повітрям); Qг - теплота, втрачена з відпрацьованими газами; Qн. с теплота, втрачена унаслідок неповного згорання палива, Qост залишковий член балансу, який рівний сумі всіх неврахованих втрат. Кількість теплоти (кВт) Q=Gт*(Q^p) н, що розташовується (введеною). Теплота (кВт), перетворена на корисну роботу, Qe=Ne. Теплота (кВт), втрачена з охолоджуючою водою, Qохл=Gв*св*(t2-t1), де Gв кількість води, що проходить через систему, кг/с; св - теплоємність води, кДж/(кг*К) [св=4. 19 кДж/(кг*К)]; t2 і t1 - температури води при вході в систему і при виході з неї, З.

Теплота (кВт), що втрачається з відпрацьованими газами, Qг=Gт*(Vp*срг*tг-Vв*срв*tв), де Gт - витрата палива, кг/с; Vг і Vв витрати газів і повітря, м^3/кг; срг і срв - середні об'ємні теплоємності газів і повітря при постійному тиску, кДж/(м^3*К); tр і tв - температура відпрацьованих газів і повітря, З.

Теплота, що втрачається унаслідок неповноти згорання палива, визначається досвідченим шляхом.

Залишковий член теплового балансу (кВт) Qост=Q-(Qe+Qохл+Qг+Qн. с). Тепловий баланс можна скласти у відсотках від всієї кількості введеної теплоти, тоді рівняння балансу прийме вид 100%=qe+qохл+qг+qн. с+qост, де

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Похожие работы