тепловозного дизеля, полного КПД и мощности тепловозаТепловозный дизель с тактностью τ = 4 и числом цилиндров i = 12 развивает эффективную мощность Ne = 1500 кВ при частоте вращения коленчатого вала n = 17,5 об/с. Диаметр цилиндра D = 0,240 м; ход поршня s = 0,26 м; удельный эффективный расход топлива bе = 0,208 кг/(кВт*ч); Механический КПД дизеля ηм =0,90; КПД передачи тепловоза с учётом расхода энергии на вспомогательное оборудование ηпер =0,82; низшая теплота сгорания дизельного топлива QPH = 42500 кДж/кг. Определить: 1. Среднее эффективное pc и среднее индикаторное рi давления МПа; 2. Среднюю скорость поршня ст м/с; 3. Часовой расход топлива В кг/ч; 4. Количество топлива, подаваемое в цилиндр за каждый цикл q г/цикл; 5. Эффективный ηе и индикаторный ηi КПД двигателя; 6. Удельный индикаторный расход топлива bt кг/(кВт*ч); 7. Полный КПД тепловоза Y т ; 8. Касательную мощность тепловоза N т к кВт.;
Среднее эффективное давление и средняя скорость поршня являются важнейшими параметрами двигателя внутреннего сгорания, определяющими его форсировку. т. е. мощность, снимаемую с единицы рабочего объема цилиндров. Среднее эффективное давление ре характеризует полезную мощность двигателя, отнесенную к фланцу коленчатого вала, а среднее индикаторное давление рi соответствует удельной мощности, реализуемой в цилиндре двигателя (т. е. не учитывает механических потерь - на трение и мощности, затрачиваемой на привод вспомогательных механизмов). В современных четырехтактных тепловозных дизелях с наддувом среднее эффективное давление составляет 1,0—1,85 МПа, а в двухтактных—0,8—1,1 МПа. Средняя скорость поршня характеризует конструкцию двигателя с точки зрения тепловой и динамической напряженности, а также интенсивности износа деталей. В современных тепловозных дизелях средняя скорость поршня 7— 10 м/с (при больших значениях этой скорости резко возрастает интенсивность износа трущихся частей, что понижает надежность и срок службы двигателей). Удельные индикаторный и эффективный расходы топлива, так же как и -индикаторный и эффективный коэффициенты полезного действия, характеризуют степень совершенства и преобразования химической энергии топлива в механическую в тепловом двигателе (соответственно в цилиндре и на фланце коленчатого вала). В этом отношении дизель—наиболее совершенная тепловая машина: он имеет самый высокий КПД из всех существующих тепловых двигателей. Эффективный КПД современных тепловозных дизелей составляет 0,39—0,42 (т. е. 39—42%). 1. Среднее эффективное давление в МПа может быть найдено по формуле:
Где: Ne, i, n, τ – заданы в исходных даных Vh - рабочий объём одного цилиндра в м3 определяется по формуле:
Среднее индикаторное давление в МПа МПа
2. Средняя скорость поршня в м/с: Сm=2sn=2×0,270×17,5=9,45 м/c 3. Часовой расход топлива дизелем в кг/ч: B=0,208×1500=312 кг/ч 4. Количество топлива в г., подаваемого в цилиндр за каждый цикл: g
5. Эффективный коэффициент полезного действия дизеля: Где: QPH = — низшая теплота сгорания дизельного топлива, кДж/кг; bе — удельный эффективный расход топлива дизелем, кг/(кВт*ч) Индикаторный КПД подсчитывается по формуле: =0,45 6.Удельный индикаторный расход топлива в кг/кВт* ч кг/кВт* ч
7. Полный КПД тепловоза: Y т =ηe*ηпер =0,41×0,82=0,34
N т к=Ne*ηпер кВт
|