Връзка между масовия въздушен поток и мощността на двигателя
Главно меню
корабни двигатели
За да се изчисли мощността на компресора по формула (3.5), е необходимо да се знае G in за степента на повишаване на налягането p 2 / p 1, определена от типа на двигателя. Изчисляването на въздушния масов поток през двигателя е една от най-важните предпоставки за проектиране на компресора. Първо се извършва изчисление на масовия въздушен поток въз основа на мощността на двигателя и приетия коефициент на излишък на въздух за горене.
За по-голяма простота, следните изчисления ще бъдат извършени във връзка с работата на двигателя с течно гориво, като се приема, че компресорът компресира само въздух; при изпомпване на сместа обемът на горивото не се взема предвид в сравнение с обема на въздуха. Масовият въздушен поток се определя въз основа на минималното необходимо количество въздух за пълно изгаряне L 0 , коефициент на излишък на въздух ? и масов разход на гориво G отгоре:
Gin= C top ?L0kg/s, kg/h
Подобно на специфичния разход на гориво g e \u003d G top / N e, можете да определите специфичния разход на въздух
Например за двигател с принудително запалване с ? \u003d 1, специфичният разход на въздух ще бъде: 0,25? кг гориво / л. с. ч.? 1 ? 14,5 кг въздух / кг гориво = 3,62 кг въздух / л. с. ч..
За изчисляване на масовия въздушен поток е по-целесъобразно да се използва специфичният показател разход на гориво g i , т.е. разходът на гориво, свързан с посочената мощност, тъй като неговата стойност не се променя толкова, колкото стойността на ефективния разход на гориво g i :
За газьол L 0 е 14.14.3; за бензин, приблизително 14,5 kg въздух/kg гориво. Механична ефективност на двигателя? m при пълно натоварване, в зависимост от размера на двигателя и скоростта, е 0,75.0,85.
Специфичният разход на гориво по принцип е реципрочен на ефективността. ? се изразява със следното уравнение:
При по-ниска калоричност от 4,1868?10 7 J/kg (10 000 kcal/kg), връзката между ефективността и масовия разход на гориво приема формата:
Според горното определение, - това е общият коефициент на излишък на въздух, т.е. определен на базата на общия въздушен поток G in (включително масовия въздушен поток за продухване). За по-добро разграничение тази стойност ще бъде означена по-долу като ? с . Връзката между коефициента на излишък на въздух ? и индикатор разход на гориво g i се вижда от таблицата. 3.1.
Втората и третата колона на тази таблица показват средните стойности на специфичния разход на гориво според литературните и експериментални данни, а четвъртата колона показва стойностите, получени чрез изчисление с помощта на емпиричната формула на Vanscheidt ? аз = ? i0? 1/? в който се приема? i0 = 0,33, а съгласно уравнение (3.8). В същото време d); o е теоретичната стойност, която се получава за коефициент на излишък на въздух от единица.
На фиг. 3.4 таблични стойности са показани графично. Дадените стойности трябва да се разглеждат само като ориентировъчни, тъй като не са взети предвид ефектите от степента на сгъстяване (клас на гориво), метода на горене (за дизелов двигател - предкамера, директно впръскване) и размерите на цилиндрите.
Нека дадем примери за изчисляване на специфичния разход на въздух съгласно уравнение (3.7) за двигатели от различни типове.
Четиритактов двигател с естествено аспирирано принудително запалване: g в = 0,238 × 1,1 × 14,5 / 0,8 = 4,75 kg / kWh [3,49 kg / (hp h)].
Малък 4-тактов дизелс предна камера, без херметизация: g в \u003d 0,232? 1,3? 14,3 / 0,8 \u003d 5,34 kg / kWh [3,93 kg / (hp h)].
Среден четиритактов дизелов двигател без усилване и без продухване: g in \u003d 0,197 × 1,7 × 14,3 / 0,82 = 5,84 kg / kWh [4,3 kg / (hp h)].
За четиритактов дизелов двигател с компресор и продухване общият коефициент на излишък на въздух е сумата от коефициента на излишък на въздух за горене и коефициента на продухване на въздух: g in = 0,190 (1,8 + 0,4) 14,3 / 0,85 = 7,03 kg / (kWh) [5,17 kg / (hp h)];
за голям двутактов дизелов двигател с продухване (естествено): g в \u003d 0,1835 (2,2 + 1,0) 14,3 / 0,85 \u003d 9,88 kg / (kWh) [7,27 kg / (hp h)].
Получените стойности на специфичния разход на въздух са ориентировъчни и могат да се отклоняват както нагоре, така и надолу.
В уравнение (3.5), за да се определи капацитета на компресора, G in се заменя с g in N e :
Пример r. Двигател с принудително запалване, механично херметизиране (без продухване) има следните параметри: N e = 200 kW; H по дяволите = 4? 10 4 N?m/kg (съответства на налягане на пълнене от 1,55 bar); ? k = 0,55. След това мощността на компресора