ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Мощность двигателя, кВт, рассчитывается по формуле

Мп

N_e =,

Где М - крутящий момент двигателя, М = QL;

N - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1.

Часовой расход топлива, кг/ч, при использовании весового способа определяется выражением

Gоп

t

G_m=3,6,

где G_on — вес топлива, израсходованного за время опыта, г;

t — время расходования навески топлива, с.

 

Основное условие работы турбокомпрессора на дизеле - баланс мощностей турбины N_m и компрессора N_к

N_т = N_к .

Lадк Gв

Мощность компрессора

ηк

N_к =,

где L_адк - адиабатическая работа сжатия 1 кг воздуха в компрессоре;

G_в - производительность компрессора, кг/с;

η_к - коэффициент полезного действия компрессора.

Мощность турбины

N_т = L_адт G_г η_т,

где L_aдm - адиабатическая работа расширения 1 кг газа в турбине;

G_г - расход газа через турбину;

η_т - коэффициент полезного действия турбины.

Адиабатическая работа сжатия в компрессоре (L_адк)

k-1

k

P1

Pk

k-1

k

L_адк = RT₁ [() - 1 ],

где k - показатель адиабаты сжатия для воздуха, k = 1,4;
R - газовая постоянная для воздуха, R = 287 Дж/(кг∙К);
T₁ - температура на входе в компрессор, К;

P_k - давление наддува, МПа;

P₁ - давление (атмосферное) на входе в компрессор, МПа.

Адиабатическая работа расширения в турбине, единица,

k1

k1 -1

k1-1

k1

Pт

P2

L_адт = RT_т [() - 1 ],

где k₁ - показатель адиабаты для газов, k₁ = 1,35;

R - газовая постоянная для газа, R = 287 Дж/(кг∙К);

Т_т - температура газа перед турбиной, К;

Р₂ - давление за турбиной, МПа;

Р_т - давление перед турбиной, МПа.

 

Pк

Коэффициент полезного действия компрессора находится по уравнению

k

k -1

P1

- 1 ]

,

Тк - Т1

)

[(

Т1

Тк - Т1

Ткад - Т1

η_к = =

где Т_кад - температура воздуха за компрессором при адиабатическом сжатии;

Т_к - действительная температура воздуха за компрессором.

Расход газа через турбину, кг/с,

Gт

G_г = G_в +,

где G_в - расход воздуха,

G_т - расход топлива, кг/ч.

Коэффициент полезного действия турбины

Lадт Gг

Nк

η_т =.

Расход газа G_в через диафрагму, установленную на входе в ком­прессор дизеля:

G_в = 0,0087 √ ρ₀ ∆h_g,

где ρ₀ - плотность воздуха перед диафрагмой:

 

287 Т0

13,6 В – h0

ρ₀ = 9,8,

где В - барометрическое давление, мм рт. ст;

h₀ - разрежение перед диафрагмой, мм вод. ст.;

Т₀ - температура воздуха перед диафрагмой, К;

∆h_g - перепад давления в диафрагме, мм вод. ст.

Расход топлива дизеля измеряется весовым способом.

Температура газов перед турбиной измеряется в двух коллекто­рах (°С) с помощью хромель-алюмелевых термопар. При расчете принимается среднее значение температуры

tm′ – tm″

t_m =.

Абсолютное давление газов перед Р_т и за турбиной Р₂, Па, вычис­ляют по формулам:

B

P_m = ( ∙10⁴ + h_m) 9,8;

B

P₂=( ∙10⁴ + h₂) 9,8,

где h_m - избыточное давление газов перед турбиной, мм вод. ст., среднее в двух коллекторах;

h₂ - избыточное давление газов за турбиной, мм вод. ст.

Температура воздуха до и после компрессора измеряется жидко­стными стеклянными термометрами, °С.

Абсолютное давление воздуха после компрессора, Р_к

B

P_к= ( ∙ 10⁴ + h_к ) ∙ 9,8,

где h_к - избыточное давление воздуха после компрессора, мм вод. ст.

Абсолютное давление воздуха перед компрессором, P₁

B

P₁= ( ∙ 10⁴ + h₁ ) ∙ 9,8,

где h₁ - разрежение перед компрессором, мм вод. ст.

Температура воздуха перед компрессором T₁ может быть приня­та равной температуре воздуха перед диафрагмой T₁ = Т₀.

Измеренные и рассчитанные параметры обработки представля­ют в виде табл. 1.

Таблица 1

Результаты испытаний турбокомпрессора

Параметр	Обозна-чение	Единица параметра	Режим
Барометрическое (атмосферное) давление	В	мм рт. ст.
Температура газов перед диафрагмой	t0	К (°С)	291 (18)
Груз на тормозе	Q	кг
Мощность двигателя	Ne	кВт
Разрежение перед диафрагмой	h0	мм Н2О
Давление воздуха на входе в компрессор: - абсолютное	h1	мм Н2О
P1	Па
Температура воздуха на входе в компрессор	T1	К
Давление воздуха после компрессора: - абсолютное	hк	мм Н2О
Pк	кПа
Температура воздуха после компрессора	Tк	К
Плотность воздуха перед диафрагмой	ρ0	кг/м3	1,17	1,16	1,16
Перепад давления в диафрагме	∆hg	мм Н2О
Производительность компрессора	Gв	кг/с	0,120	0,132	0,149
КПД компрессора	ηк	-	0,82	0,79	0,76
Мощность компрессора и турбины	Nк	Вт
Nт	Вт
Расход топлива двигателем	Gт	кг/ч	7,8	10,3	15,9
Расход газа через турбину	Gг	кг/с	0,122	0,135	0,153

 

Окончание таблицы 1

 

Температура газов перед турбиной	tm′	°С
tm"	°С
tm	°С
Tm	К
Давление газов перед турбиной	hm′;	мм Н2О
hm"	мм Н2О
hm	мм Н2О
Pт	кПа
Давление газов за турбиной: -избыточное - абсолютное	h2	мм Н2О
P2	кПа
КПД турбины	ηт	-	0,85	0,86	0,87
Частота вращения ротора ТК	птк	мин-1

ВЫВОДЫ

В результате выполнения лабораторной работы была изучена методика определения параметров дизельного двигателя 6ЧН12/14 и расчёта показателей турбокомпрессора этого двигателя. Получены практические навыки измерения физических величин на опытном двигателе.