Часть 1. Построение нагрузочной характеристики дизеля с газотурбинным наддувом

Цель работы состоит в построении зависимостей часового расхода топлива, удельного эффективного расхода топлива, эффективного КПД, часового расхода воздуха, коэффициента избытка воздуха, среднего эффективного давления, давления наддува от эффективной мощности дизеля при номинальной скорости вращения коленчатого вала дизеля. Работа выполняется в соответствии с данными таблицы 1.

1.1 Построение зависимости часового расхода топлива от эффективной мощности

Эта зависимость носит линейный характер, поэтому для ее построения необходимо всего две точки. Первая точка известна - номинальный расход топлива дизелем при номинальной скорости вращения и номинальной мощности. Вторая точка представляет собой расход топлива на холостом ходу при номинальной частоте вращения. Для ее определения следует найти мощность механических потерь, которая зависит только от скорости вращения.

Среднее давление механических потерь, кПа

,

где с_m - средняя скорость поршня, м/с (с_m = 7 м/с);

D - диаметр цилиндра, см (D = 12 см).

кПа.

Мощность механических потерь, кВт

,

где D - диаметр цилиндра, м (D = 0,12 м);

S - ход поршня, м (S = 0,14 м);

i - число цилиндров, шт. (і = 6);

n_н - номинальная скорость вращения, мин^-1 (n_н = 1500 мин^-1);

К_Т = 2 - коэффициент тактности для четырехтактных дизелей.

кВт.

Строим координатные линии (см. рис. 1.1) и отлаживаем мощность механических потерь как отрицательную влево от нуля эффективной мощности. Соединим полученную точку с точкой номинального режима, получим зависимость часового расхода топлива от развиваемой эффективной мощности дизеля. Пересечение прямой с осью ординат даст значение часового расхода топлива на холостом ходу при номинальной скорости вращения коленчатого вала. Данные этой зависимости заносятся в табл. 1.1.

Рис. 1.1 Зависимость часового расхода топлива

от эффективной мощности дизеля.

1.2 Построение зависимости удельного эффективного расхода топлива от эффективной мощности дизеля при номинальной скорости вращения

Эта зависимость носит нелинейный характер, поэтому она строится по точкам, которые рассчитываются по формуле, кг/(кВт·ч)

где G_Т - значение часового расхода топлива по графику на рис.1, или по данным табл. 1.1, кг/ч;

N_е - значение эффективной мощности по графику на рис. 1.1, или по данным табл. 1.1, кВт.

Числовые значения удельного эффективного расхода топлива заносятся в таблицу 1.1, после чего строится графическая зависимость g_e = f(N_e).

1.3 Построение зависимости эффективного кпд от эффективной мощности дизеля при номинальной скорости вращения

Эта зависимость также нелинейная и строится по точкам, которые рассчитываются по формуле

,

где Q_н^р =42700 кДж/кг– теплота сгорания дизельного топлива.

Числовые значения эффективного КПД заносятся в табл. 1.1, после чего строится графическая зависимость η_e = f(N_e).

1.4 Построение зависимости среднего эффективного давления от эффективной мощности дизеля при номинальной скорости вращения

Эта зависимость линейна, для ее построения требуются две точки, которые рассчитываются по формуле, кПа

,

где N_е - текущее значение эффективной мощности, кВт;

К_Т = 2 - коэффициент тактности для четырехтактного дизеля;

D - диаметр цилиндра, м;

S - ход поршня, м;

i - количество цилиндров;

n_н - номинальная скорость вращения, мин-¹.

Построение графической зависимости р_me = f(N_e) осуществляется по двум точкам, заполнение же табл.1.1 может производиться как с помощью полученного графика, так и с помощью формулы.