Файл: Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 0
£83
§ 5. Влияние повышенной температуры воздуха на показатели дизеля
Температура воздуха перед компрессором t'0 может существенно отличаться от температуры поступающего на ружного воздуха t 0 за счет подогрева его от горячих ме ханизмов и систем. Величина подогрева зависит от конст руктивных особенностей системы воздухоподачи в машинное отделение, от расположения воздухоподводящих трактов от носительно дизелей, режима работы двигателей и т. д. До полнительный подогрев воздуха составляет от 2-j-3°C до
IOfI5°C.
Практически температура наружного воздуха может изме няться от минусовых значений при плавании в северных широтах да +40°С и более для тропиков. Следовательно, в машинном отделении температура может превосходить +50°С.
В двигателе с ПТК увеличение температуры воздуха перед компрессором вызывает рост температуры наддувочного возду
ха |
м |
' |
|
ТК=Т0' 1+ ОСк-i |
(5.18) |
|
П -a J |
|
Отсутствие прямой пропорциональности между Т к и Т„' |
||
объясняется зависимостью ЗСк=рк/р' |
от температуры Т 0'. |
|
Увеличение То |
щ ш неизменном числе оборотов компрессора |
|
приводит к уменьшению ft.,,что в свою очередь объясняется
уменьшением удельного веса воздуха на входе |
в о " о |
||
и уменьшением массовых сил |
„ |
ж |
0_ W |
На пологой частя характеристик |
|||
уменьшение згк оценивается с помощью формулы удельной работа сжатая, величина которой для центробежных компрес соров при nK=const остается практически постоянной:
RTo i)т[~вд • (5.19)
Формула дозволяет видеть, что увеличение Т 0' приво дят к уменьшению аск •
184
В итоге уменьшение удельного веса воздуха за компрес
сором
т - Рк-^О4 |
(5.20) |
|
RTK |
||
|
происходит не только вследствие увеличения температуры
воз,духа, но и по причине снижения давления рк . Уменьшение индикаторного к. п. д. и мощности проис
ходит из-за снижения коэффициента избытка воздуха oi
(рис. 5.13). |
Уменьшение А, невелико, так как рост t KU| |
и уменьшение |
ркц действуют на 'tv противоположно и |
период задержки самовоспламенения, особенно при наличии воздухоохладителя, меняется незначительно.
В двигателях с СТК общая картина изменения показате
лей при увеличении t'0 и (£=const весьма схожа с рас смотренной применительно к двигателям с НТК.
Как свидетельствуют эксперименты (рис. 5.14), при
постоянстве положения рейки топливного насоса (G^=const)
сколько-нибудь значительного изменения числа оборотов турбокомпрессора не наблюдается, хотя, в принципе это
возможно. При увеличении числа оборотов турбокомпрессора
уменьшалось бы влияние температур! наружного воздуха на
мощность и экономичность дизеля, так как одновременно с ростом температуры происходило бы увеличение давления наддувочного воздуха. При уменьшении числа оборотов ком
прессора влияние температуры наружного воздуха на мощ
ность и экономичность возрастало бы.
Следует заметить, что в двигателях без воздухоохла дителя Укц=-йк . Наличие воздухоохладителя приводит к уменьшению влияния температуры воздуха перед компрессо
ром на величину |
Действительно, |
при промежуточном |
охлаждении воздуха, |
с увеличением |
t K увеличивается и |
теплоотвод в охлаждающую воду, в результате чего ф кц |
||
растет медленнее и мощность снижается менее интенсивно |
||
(рис. 5.15). |
|
|
Увеличение to |
при &*=const сопровождается не только |
|
|
|
185 |
Рис.5.13. Изменение показателей двух тактного дизеля с ПТК в зависимо сти от температурь» воздуха перед компрессором при 6^ =const>nAe=const
И при постоянном влагосодержании
воздуха / Расчет на ЭЦВМ/'.
Рис.5.|4 Влияние температуры воздуха перед компрессором на показатели дизеля с ОТК.
при Gt =const,пА6=const и
при постоянном елагосодержании воздуха/По данным
ЛВВМИУ/.
1 8 6
ухудшением качества сгорания и уменьшением эффективной мощности, но и ростом температуры поршня и газа перед турбиной. Поэтому в тех случаях, когда t r превышает
предельно-допустимое значение, установленное техническими условиями на поставку двигателя и оговоренное в эксплуа тационных инструкциях, приходится уменьшать цикловую по дачу топлива.
Уменьшение цикловой подачи топлива неодина ково воздействует на показатели работы дви гателей с различными схемами наддува. Глав ная причина этого раз личия - сохранение постоянным числа обо ротов подключенного турбокомпрессора и уменьшение числа обо ротов свободного тур бокомпрессора, соп
ровождающееся дальнейшим уменьшением давления и удельного веса наддувочного воздуха. Это приводит, при прочих равных условиях, к более быстрому снижению мощности в двигателе с СТК.
Выше упоминалось, что увеличение to при постоянной цикловой подаче топлива вызывает в двигателе с воздухо охладителем более медленное уменьшение мощности, нежели в двигателе без промежуточного охлаждения воздуха. По тем же причинам в двигателе с воздухоохладителем медлен нее возрастает тепловая напряженность деталей цилиндрово поршневой группы и температура газа перед турбиной. Бели при росте t'0 должно выполняться условие tr=const,
то в двигателе без воздухоохладителя общее уменьшение эффективной мощности более заметно (рис. 5.15).
187
Следует отметить, что если повышение температуры воз
духе наряду с уменьшением мощности вызывает рост тепловой
нагрузки на детали цилиндровой группы дизеля, то умень шение температуры воздуха может вызвать опасность механи
ческих перегрузок. Снижение температуры воздуха приводит
к росту Л* ,рКц, р« и в конечном счете - р* (рис. 5.13).
§ 6. Влияние повышенной влажности воздуха
на показатели работы дизеля
Увеличение абсолютного влагосодержания паров воды
в атмосферном воздухе приводит к уменьшению количества сухого воздуха, а следовательно, и кислороде в единице
объема влажного воздуха. Коэффициент избытка сухого воз духа (форцула 5.II)
. |
Ре |
|
|
Co&v |
Ро |
|
|
уменьшается вследствие уменьшения доли сухого воздуха |
|||
Для оценки изменения <х |
следует; |
Ро |
|
|
|||
- определить изменение удельного веса воздуха перед |
|||
цилиндром |
|
|
|
Y |
РкчМО1 |
7 |
(5.21) |
вки-“ |
R T K4 |
|
|
считая газовую постоянную неизменной и равной газовой
постоянной сухого воздуха; - подсчитать парциальное давление сухого воздуха
Ро ~ Ро~ pHjQ ,
для чего необходимо знать парциальное давление паров во
ды з атмосферном воздухе рн_0 .
Величина pN 0 определяется либо путем псахрометряче-
оких измерений, либо, если задана относительная алажность и температура воздуха, пс формуле (5.II) рнго=Фрн.о ,
по таблицам или графикам (рис, 5.1).
188
Целесообразно подчеркнуть, |
что при |
р Нг„= const |
|
подогрев воздуха (например, |
на |
пути следования к дизелю) |
|
приводит к уменьшению ip , |
и наоборот, |
при ц>=const |
|
и увеличении t 0 (температуры в месте измерения влажно сти), парциальное давление пара в воздухе резко возраста
ет.)
Если число оборотов компрессора неизменно (что со вершенно очевидно для двигателя с ПТК и, как "свидетель
ствуют эксперименты, справедливо для двигателей с СТК),
увеличение влажности приводит к снижению степени повыше ния давления в центробежном компрессоре -р- ■ Причи
на - уменьшение удельного веса воздуха и массовых сил.
Ориентировочное уменьшение ЯГК для центробежного компрес сора может быть оценено по уже известной формуле (5.19)
удельной работы сжатия:
и к = к Ч ~ КТо^ кк' 1Но,д |
|
Величина 1_К,так же как и при изменении |
Т 0', остается |
примерно постоянной,п о э т о м у увеличение R |
приводит к |
уменьшению 31*. Изменение газовой постоянной в |
зависимо |
||
сти от влажности может быть подсчитано по формуле |
|||
D_ R* _ |
81*8 |
■■ ■- |
(5.22) |
К— -77 — --------- |
|||
*28,95-10,95 -2а*0
где |
R - газовая постоянная влажного воздуха, |
||
|
|
кгс-м/кгс град; |
|
Rp. = 848 - универсальная газовая постоянная, |
|||
|
|
кгс-м/кмоль град; |
|
|
28,95 - молекулярный вес сухого воздуха, кгс/кмоль; |
||
ju.=28,9540,95 |
- молекулярный вес влажного воздуха. |
||
|
Очевидно,” что чем больше влаги в воздухе, тем больше |
||
и величина R. |
|
|
|
|
Иногда влиянием влаги на |
пренебрегают, так как |
|
даже яри сравнительно высокой температуре изменение отно
сительной влажности от 0 до 100# приводит к сравнительно
189