Пример термодинамического расчета основных параметров газопоршневого двигателя FG51P1
Исходные данные:
Технические характеристики данного двигателя приведены в табл. 7.1.
Решение:
1. Принимаем коэффициент избытка воздуха α=0,9.
2. В качестве параметров исходного состояния заряда на впуске для двигателей без наддува принимают параметры окружающей среды То = 27 ºС = =288 К; Ро = 0,1 МПа.
3. Давление остаточных газов 0,125 МПа.
4. Температуру остаточных газов принимаем Тг = 677 ºС = 950 К.
5. Температура выхлопных газов принимается по характеристикам двига-
теля из табл.7.1 = 560 ºС.
6. Величина подогрева свежего заряда ΔТ = 8 К.
7. Потери давления ΔР во впускных органах двигателя ΔР = 0,008 МПа; Ра=0,092 МПа.
8. Коэффициент остаточных газов. Принимаем
9. Величина температуры заряда в конце впуска Та для двигателей с искровым зажиганием при номинальных параметрах работы может лежать в пределах Та=320 – 370 К. Принимаем Та=330 К.
10. Коэффициент наполнения :
для четырехтактных двигателей при работе на номинальном режиме = 0,7-0,9.
11. Низшая теплота сгорания природного газа:
МДж/м3 = 43388 кДж/кг.
12. Количество воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг топлива, рассчитывается в кмолях и зависит от элементарного состава топлива:
кмоль/кг,
где С, Н, О – массовые доли углерода, водорода и кислорода в 1 кг. Элементарный состав бензина: C =0,855; H =0,145; О =0.
13. Индикаторный КПД:
Принимается Рi =1,11.
14. Удельный индикаторный расход топлива:
кг/(кВт·ч) = 0,312 м3/(кВт·ч).
15. Эффективный КПД ηе.
Значения механического КПД для двигателей лежат в пределах hм = 0,75 – 0,90. Принимаем hМ = 0,8:
.
16. Удельный расход топлива :
кг/(кВт·ч) = 0,389 м3/(кВт·ч).
17. Зная вырабатываемую электрическую мощность генератором, находим мощность на валу электродвигателя:
кВт.
18. Часовой расход топлива ВТ двигателем определяется по формуле:
кг/ч = 19,6 м3/ч.
19. Тепловой баланс двигателя FG Wilson серии FG51P1.
Определение составляющих теплового баланса позволяет оценить эффективность рабочего процесса двигателя, рассчитать величины тепловых потерь в системе охлаждения и с отработавшими газами; наметить пути использования этой теплоты.
Общий вид уравнения теплового баланса:
QТ= QП+QОХЛ+QГ+QНС+QОСТ,
где QТ – теплота, вносимая в цилиндры двигателя с топливом,
кДж/ч = 189,2 кВт·ч;
QП – теплота, превращенная в полезную (эффективную) работу,
QП=QТ ·ηe=681192·0,266=181197 кДж/ч = 50,3 кВт·ч;
QГ – теплота, выносимая с отработавшими газами,
кВт·ч.
Расход выхлопных газов 10,2 м3/мин = 0,17 м3/с (по данным завода изготовителя)
кг/с.
кВт·ч,
где - коэффициент пропорциональности.
QНС – теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива (при α <1)
QНС=Δ ·ВT=4338,8·15,7=68119 кДж/ч =18,9 кВт·ч.
QОСТ – неучтенные потери, учитывающие количество теплоты, теряемое вследствие теплового излучения в окружающую среду; количество теплоты, соответствующее неиспользованной кинетической энергии отработавших газов; количество теплоты, соответствующее потерям на трение и на привод вспомогательных механизмов, а также другие потери. Данные потери составляют обычно от 3 до 10 %, от количества теплоты, введенной в двигатель с топливом. В рассматриваемом примере примем величину данных потерь в размере 7 %.
кВт·ч.
QОХЛ – теплота, отведенная в систему охлаждения:
кВт·ч.
Дата добавления: 2017-04-05; просмотров: 2387;