Қазіргі кезеңде бүкіл көлік және ауыл шаруашылығы техникасының қозғаушы күші механикалық энергия негізінен органикалық отынның қызуынан алынады



жүктеу 0.61 Mb.
бет3/5
Дата24.09.2017
өлшемі0.61 Mb.
1   2   3   4   5

Ескертпе: Компоненттер мөлшері есептеу басында анықталған!

Анықталған жылу сыйымдылығын жану теңдеуіне (1) қойсақ, ол бір белгісізі бар квадраттық тендеуге айналады, ºС







а, b және с – белгілі сандық шамалар.

(9) теңдеуді шешу нәтижесінде жану температурасын анықтаймыз, К



Жану процесiнiң максимум қысымы, МПа





Ескертпе: Егер рz шамасы 12,5 МПа асып кетсе, λ дәрежесін азайтып, жану процесін қайта есептеу қажет. Мұндай жағдайда жобаның түсіндірме жазбасында есептің 2 нұсқасын да көрсету қажет.

Бастапқы ұлғаю дәрежесi




4.5 Ұлғаю процесi

Кейiнгi ұлғаю дәрежесi



Қазіргі үрмелі дизель үшін ұлғаю политропасының көрсеткiшiн  аралығында қабылдап, ұлғаю соңындағы газ қысымы, МПа, және температурасын, К, есептейміз





Мұнан әрі бұрын қабылданған қалдық газ температурасының Tr дұрыстығын тексеру қажет, %





Ескертпе: Егер Δ шамасы 10% асып кетсе, Tr шамасын жаңадан қабылдап, есепті қайта жасау керек.
4.6 Циклдің индикаторлық көрсеткiштерi

Есептемелік индикаторлық орташа қысым, МПа



Индикаторлық диаграмманы жұмырлау коэффициентiн  аралығында қабылдап, индикаторлық орташа қысымның нақты шамасын табамыз, МПа


Индикаторлық үлестiк отын шығыны, г/(кВт·сағ)



Индикаторлық ПӘК





 шамасын МДж өлшемімен есептейді.
4.7 Мотордың тиiмдiлiк көрсеткiштерi

Лайықталған (nном ) режимдегі пiспектiң орташа жылдамдығы, м/с



Бұл жерде S – піспек жүрісі, м.

Механикалық шығынның орташа қысымы, МПа

Циклдің тиiмдi орташа қысымы, МПа



Мотордың механикалық ПӘК



Тиiмдi үлестiк отын шығыны, г/(кВт·сағ)



Мотордың тиiмдi ПӘK



Жұмыстық көлемі белгілі мотордың тиімді қуаты, кВт



мұнда τ – ырғақтылық коэффициенті, τ = 4.

Сағаттық отын шығыны, кг/сағ

Мотордың тиімді айналдырғыш моменті, Нм





5 Мотордың жылу балансы
5.1 Жaлпы мәлімет

Мотордың нақты циклін талдау отын қызуының аз бөлігі ғана иінді біліктің пайдалы жұмысына айналып, басым бөлігі шығын болатынын көрсетеді. Отын қызуын пайдалы жылуға және шығын түрлеріне бөлуді жылу балансы деп атайды. Мұндай баланс жылуды пайдаланудың тиімділігін арттыру жолдарын сараптау үшін және мотордың салқындату жүйесін есептеп, жобалау кезінде керекті мәлімет алуға қажет. Жылу балансын мотордың әртүрлі режимі үшін белгілі бір мерзім аралығында жұмсалатын отын мөлшерінің қызуына шақтап, көбінесе тәжірибелік тәсілмен анықтайды.

Жылу балансының жалпы теңдеуі, Дж/с



Qж – моторда жанатын отын қызуына тең жалпы жылу мөлшері;

Qе – мотордың тиімді қуатына барабар жылу мөлшері;

Qсал – салқындату жүйесіне берілетін жылу мөлшері;

Qr – айналымнан шыққан газбен жоғалатын жылу мөлшері;

Qшж – отынның шала жануынан жоғалатын жылу мөлшері;

Qм – майлау жүйесіне берілетін жылу мөлшері;

Qқал – жылу балансында ескерілмеген шығын түрлері (қалдық).
Жылу балансын зерделеу үшін әлдеқайда қолайлы үлестік өлшеммен (процентпен) де есептеуге болады. Онда

бұл арада





Жылу балансының теңдеуінде механикалық шығын ескерілмеген, өйткені үйкеліске шығындалған энергия кайтадан жылуға айналып, салқындату және майлау жүйесі арқылы сыртқа шығады.



5.2 Жылу балансын есептеу

Жалпы жылу мөлшері. Моторлық отын толық жанғанда бөлінуге тиіс жылу мөлшерін Qж отынның төменгі қызуы Ни мен белгілі бір мерзім ішіндегі отын шығыны Gот арқылы анықтайды, кДж/с

мұнда Ни – кДж/кг, Gот – кг/сағ (жылулық есептеуден!).



Тиімді жұмысқа барабар жылу. 1 с ішінде мотордың тиімді жұмысына айналатын жылу тиімді қуатқа тепе-тең, кДж/с (кВт)

Тиімді жылудың үлестік мөлшері, %





Ескертпе: qe шамасы мотордың тиімді ПӘК-нің мағынасы болып табылады, демек qe = ηe (тексеру қажет!).

Салқындату жүйесіне берілетін жылу. Цилиндр және цилиндр төбесі арқылы салқындату жүйесіне өтетін жылу мөлшерінің жалпы теңдеуі, кДж/с

мұндағы Gсал – салқындаткыш заттың айналымдағы мөлшері, кг/с;



ссз – салқындаткыш заттың жылу сыйымдылығы, кДж/(к·°С);

tш – салкындатқыш заттың мотордан шығардағы температурасы, °С;

tк – салқындатқыш заттың моторға кірердегі температурасы, °С.

Есептеу үшін теңдеудің төмендегі нұсқасын қолданады.

Жанғыш қосынды құрамы α = 1 бензин моторы үшін, кДж/с

;

дизель үшін

мұндағы с – төрт ырғақты мотор үшін сәйкестік коэффициенті, ;



i цилиндр саны;

D – цилиндр диаметрі, см;

N – айналым жиілігі, айн/мин;

m – төрт ырғақты мотор үшін дәреже көрсеткіші, m = [0,6–0,7].

Салқындату жүйесіне өтетін үлестік жылу, %



Ескертпе: Егер qсал шамасы көрсетілген ауқымнан 5% кем (<19) не артық (>35) болса, с және m коэффициенттерін өзгертіп, бұл көрсеткішті қайта есептеу керек!

Айналымнан шыққан газбен жоғалатын жылу. Шығынның бұл түрін айналымнан шыққан газ қызуы мен цилиндрге енген таза түсім жылуының айырмасы ретінде анықтайды, кДж/с

мұндағы t0, tr, М2 мен М1 – жылулық есепте анықталған өлшемдер;



 – ауаның мольдік массасы, ;

 – айналымнан шыққан газдың изобарлық жылу сыйымдылығы – бензин моторы үшін 1,16 кДж/(кг·град), дизель үшін 1,10 кДж/(кг·град);

 – ауаның изобарлық жылу сыйымдылығы, орташа мәні 1,0 кДж/(кгград);

Газбен жоғалатын жылудың үлестік мөлшері, %

Мотордан шығатын газбен жоғалатын жылудың негізгі бөлігі - қияли циклдің міндетті (термодинамиканың 2-заңына сәйкес) жылу шығыны болып табылады.



Шала жану шығыны. Тапсырма шарты бойынша бензин моторында құрамы α = 1 жанғыш қосынды пайдаланылады, ал дизельдің кез-келген режимінде α > 1. Мұндай жағдайда отынның жануы химиялық тұрғыдан толық, яғни жылу шығынының бұл түрі жоқ деп есептеуге болады. Демек,



.

Түрлі физикалық себептерден отынның толық жанбауы α > 1 жағдайында да мүмкін. Мотордың калыпты режимінде бұл шығын болмашы, әдетте оны баланс теңдеуіндегі қалдық шығынға қосады.



Жылу балансының қалдық бөлігі. Мотордың негізгі жылу шығындарынан басқа газ алмастыру, отынның физикалық себептерден толық жанбауы сияқты және өзге де ескерілмеген қосымша шығын түрлері (мысалы, майлау жүйесі арқылы сыртқа шығатын үйкеліс жылуы) бар. Бұл шығындардың әрқайсысы мардымсыз болғандықтан, олардың жиынтық шамасын жалпы жылу мөлшері мен негізгі жылу шығындарының айырмасына тең деп алады, кДж/с

Жылулық балансты есептеу нәтижесін кестеге жинақтаймыз.


4-кесте – Мотордың жылулық балансы


Qж

кДж/с


Qе

кДж/с


qe

%


Qсал

кДж/с


Qсал

%


Qr

кДж/с


qr

%


Qшж

кДж/с


Qшж

%


Qқал

кДж/с


Qқал

%


































Кестедегі мәлімет бойынша сатылы түрлі-түсті диаграмма құру қажет.



1-сурет – Жылулық баланс диаграммасы

6 Индикаторлық диаграмманы құру

6.1 Жалпы мәлімет

Нақты циклдің көрнекі бейнесі – цилиндрдегі газ қысымының цикл процестерінің барысында өзгеруін көрсететін индикаторлық диаграмма. Бұл сызба р – V (қысым – көлем) немесе pφ (қысым – иінді біліктің айналым бұрышы) координат жүйесінде суреттеледі.

Төрт ырғақты мотордың қалыпты индикаторлык диаграммасы 2-суретте (а) бейнеленген. Цилиндрге жанғыш қосынды (сырттай қосынды түзетін мотор) немесе таза ауа (дизель) толтыру піспек жоғарғы межелік нүктеге (ЖМН) жетпей (а' нүктесінде) басталып, піспек төменгі межелік нүктеден (ТМН) өткеннен кейін (а" нүктесінде) аяқталады. Демек, толтыру процесінін ұзақтығы иінді біліктің айналым (ИБА) бұрышының 180° астам; бұл цилиндрге түсетін ауа немесе жанғыш қосынды мөлшерін барынша молайту мақсатында жасалады.

Циклдің 1-ырғағында цилиндрдегі орташа қысым атмосфералық қысымнан р0 төмен (үрмелі емес моторда), сондықтан газ ағыны цилиндр ішіне бағытталады. Цилиндрде сорғыштық әсер тудыруға, әрине, энергия жұмсалады. Әрбір цикл аяқталғанда (аластау процесінің соңында) цилиндр ішінде (Vc көлемінде) айналымнан шыққан газдың біраз бөлігі қалады, оны қалдық газ деп атайды. Цилиндрге түсетін отын-ауа қосындысы қалдық газбен араласып жұмыстық қосынды түзеді.

Нақты циклде сығымдау процесі (2-ырғақ) енгізу қақпақшасы жабылған соң (а") басталады да, оның барысында газдың қысымы мен температурасы ұлғаяды. Піспек ЖМН-ге жақындағанда, яғни сығымдаудың соңына таман (с') жұмыстық қосындыны тұтату үшін ұшқын шағылады немесе сығымдалып қатты қызған ауаға моторлық отынды бүрку басталады. Мұнан әрі жану процесі басталып, қысым мен температура күрт көтеріледі. Піспек ЖМН-ден өтіп, газ қысымы ең биік деңгейге жеткен соң жану ұлғаю процесіне ұласады (3- ырғақ). Жылу механикалық жұмысқа газ ұлғаю барысында айналатындықтан бұл ырғақты піспектің мәнді жүрісі деп атайды.

Аластау қақпақшасының ашылуы және айналымнан шыққан газды цилиндрден аластау піспек ТМН-ге жетпей басталады (b'). Бұл сәтте цилиндрдегі қысым атмосфералық қысымнан әлдеқайда жоғары, сондықтан қақпақшадан газ шегіне жеткен жылдамдықпен шығады; піспек ТМН-ге жеткенде газ қысымы көп төмендейді.







а) 4 ырғақты мотор б) 2 ырғақты мотор

2-сурет – Индикаторлық диаграммалар

Піспек жоғары жылжығанда (4-ырғақ) атмосфералық қысымнан сәл астам қысыммен газды цилиндрден ығыстырып шығарады. Аластау процесі піспек ЖМН-ден өткеннен кейін (b") ақталады; мұндағы мақсат – цилиндрді толығырақ тазарту.

Нақты циклде енгізу және аластау қақпақшаларының ИБА бұрышымен өлшенетін ашық кезеңі немесе газ алмастыру фазасы 180° мөлшерінен, яғни піспектің бір жүрісінен астам. Осыған орай аластау процесінің соңы мен толтыру процесінің басында екі қақпақшаның да біраз уақыт ашық қалатынын аңғару қиын емес. Бұл қақпақшалардың қабаттасу кезеңі деп аталады. Газ алмастыру фазасының кеңдігі мотордың жүрдектігіне байланысты.

Соңғы жылдары мотор жасау тәжірибесіне газ алмастыру қақпақшаларының ашылып-жабылу сәтін, яғни аталмыш фазаның ұзақтығын иінді біліктің айналым жиілігіне байланысты өздігінен өзгертіп тұратын жүйе енгізілді. Осыған қоса әр цилиндрге 3 немесе 4 қақпақша орнату газ алмастыру сапасын айтарлықтай жақсартты. Бұл мотордың қуаты мен отын үнемділігіне, сондай-ақ газ құрамындағы зиянды заттардың азаюына оң әсерін тигізді.

Есептемелік индикаторлық диаграмма мотордың лайықталған (Nemax, ηном) режимі үшін тұрғызылады. Бұған қажет мәліметті кестеге жинақтап алған қолайлы.

Индикаторлық диаграмманы есептеу цилиндрдің жұмыстық көлемінің Vh (піспек жүрісінің S) өзгеру ауқымында сығымдау және ұлғаю политропаларының 7 – 8 аралық нүктелерінің координаталарын айқындау болып табылады. Бензин моторы мен дизель үшін есептеу әдісінде біршама айырмашылықтар бар.
5-кесте – Индикаторлық диаграмманы есептеуге қажет мәлімет


Құрылымдық өлшемдер

Жылулық есеп нәтижесі

Аталуы

Мағынасы

Өлшем

Мағынасы

Сығымдау дәрежесі ε

Піспек жүрісі S, мм

Цилиндрдің жұмыс көлемі Vh, л





Қысым, МПа:

– толтыру pa,

– сығымдау pc,

– жану pz ,

– қалдық газ pr.

Дәреже (дизель үшін):

– бастапқы ұлғаю ρ

кейінгі ұлғаю δ






6.2 Бензин моторы

Мұндай моторда сығымдау және ұлғаю политропасы цилиндрдің жұмыстық көлемі Vh = VаVс шеңберінде бейнеленеді. Ең алдымен жұмыстық көлемнің Vh өзгеру ауқымында сығымдау дәрежесінің ағымдық мағыналарын εх белгілеу қажет. Бұл үшін ε – 1 ауқымын 7 – 8 аралыққа бөлу керек. Мысалы, тапсырма шартына сай ε = 10,4 тең болса, εх мағынасы 10,4 – 10 – 9,5 – 9 – 8 – 7 – 6 – 5 –3 – 1 болады. ЖМН тұсында нүктелер жиірек орналасқаны дұрыс.

Цилиндрдегі газ қысымы индикаторлық диаграмманың ординатасы, ал жұмыстық көлем Vh немесе піспек жүрісі S абсцисса болып табылады. Демек диаграмма тұрғызу үшін аталған координаттардың ағымдық мағынасын анықтау қажет.

Абсцисса өсінде цилиндрдің толық Vа көлеміне сай ОВ, жұмыс Vh көлеміне сай АВ, откамера Vс көлеміне сай ОА сызықтарын белгілейді. ОВ, АВ, ОА – тұрақты шамалар, ал Vh өзгеруін көрсететін координата ОХ – айнымалы (εх мағыналарына сәйкес) шама.



АВ ұзындығын белгілі бір масштабта піспек жүрісіне сәйкес анықтайды, мм



Әдетте масштаб коэффициентін μs = 1 мм/мм тең, яғни піспек жүрісінің 1 мм координатаның 1 мм тең деп алады. Егер S < 80 мм болса, диаграмманы ұлғайту мақсатында μs = 0,5 мм/мм масштабын қолдануға болады.

Откамера көлемін айқындайтын ОА ұзындығы, мм



Олай болса, цилиндрдің толық көлемі, мм



Ал өзгермелі көлем координатасы, мм

Аралық нүктелердегі газ қысымы (2 – координата)

– сығымдау политропасы үшін

– ұлғаю политропасы үшін



Мұндағы n1 мен n2 – сығымдау және ұлғаю политропаларының көрсеткіштері.



Ескертпе: 1) n1 және n2 шамасын сығымдау және ұлғаю процестерін есептеуден алу қажет (3-тарау);

2) рх шамасын есептеуді бір нүкте үшін ғана көрсету жеткілікті.

Есептеу нәтижелерін кестеге топтастырған ыңғайлы.
6-кесте – Бензин моторының индикаторлық диаграммасының аралық нүктелерін есептеу


Нүкте №



OX, мм

Сығымдау политропасы

Ұлғаю политропасы



, МПа



, МПа

1

2



10


ε



1


















Каталог: arm -> upload -> umk
umk -> Жұмыс бағдарламасы қазақстан тарихының тарихнамасы пәні бойынша 050203-Тарих мамандығының студенттеріне арналған
umk -> Программа дисциплины Форма для студентов ф со пгу 18. 2/07
umk -> Жұмыс бағдарламасы шет елдер тарихының тарихнамасы пәні бойынша 050203-Тарих мамандығының студенттеріне арналған Павлодар
umk -> АќША, несие, банктер
umk -> Жұмыс оқу бағдарламасының титулдық парағы
umk -> Web-технологияныњ ±ѓымдары
umk -> Программа дисциплины для студентов
umk -> Ф со пгу 18. 2/05 Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
umk -> Јдістемелік нўсќаулыќ


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет