Достоинства прямой передачи мощности к движителю судовой дизельной установки с МОД, страница 2

Рис.3.3 Индикаторная диаграмма для 4-х и 2-х тактных двигателей.

В термодинамическом цикле учитывается лишь один вид потерь теплоты – неизбежная отдача ее холодному источнику. Доля теплоты, превращенная в работу термодинамического цикла, оценивается термическим КПД. В действительном цикле, который процессами газообмена замыкается условно, отводу теплоты к холодному источнику соответствует ее потеря с отработавшими газами. Кроме этой потери, имеются потери теплоты от неполноты сгорания топлива и от теплообмена рабочего тела со стенками цилиндра. Все тепловые потери в действительном цикле двигателя учитываются индикаторным КПД.           

                                                   (3.4)

Механический КПД: 

                                                       (3.5)

Передача индикаторной  мощности от цилиндра к гребному валу через поршень и кривошипно – шатунный механизм (КШМ) сопровождается потерями (трение между деталями, насосные потери, вентиляционные потери и др.).

Эффективный КПД:

                                             (3.6)

Учитывает все тепловые потери которые учитываются отдельно индикаторным КПД, и все механические потери, которые учитываются механическим КПД.

Вопрос №4

Сущность наддува.

Наддувом называют способ повышения мощности дизеля, основан­ный на подаче в рабочий цилиндр воздуха под давлением выше атмос­ферного и соответствующем увеличении цикловой порции топлива/2/. Возможность осуществления такого способа повышения мощности тео­ретически подтверждается уравнением среднего эффективного давле­ния в общем, виде, которое может быть получено из выражения (4.1) с учетом (4.2):

          4.1         

                                         4.2

    4.3

Как видно из уравнения (4.3), при сохранении всех прочих фак­торов неизменными среднее эффективное давление изменяется прямо пропорционально изменению давления наддува для р_s. Сохранение неизмен­ным коэффициента избытка воздуха при наддуве означает, что при уве­личении плотности заряда (в результате повышения наддува) соответ­ственно увеличивается также цикловая порция топлива. Дополни­тельная подача топлива является источником дополнительного подво­да теплоты к рабочему телу в цилиндре, обеспечивающим повышение удельной эффективной работы цикла.

Благодаря наддуву решается проблема снабжения цилиндра воз­духом, необходимым для сгорания топлива. Но возможности наддува ограничены предельно допустимым уровнем тепловой и механической напряженности дизеля. Среднее эффективное давление на номиналь­ном режиме работы зависит от того, насколько успешно решены во­просы снижения тепловой и механической напряженности. Благодаря наддуву достигнуты ре = 1300 - 2500 кПа у четырехтактных и ре=

= 900-1680 кПа — у двухтактных/2/. По сравнению с давлением ре у ди­зелей без наддува его значения при наддуве повышаются у четырех­тактных дизелей примерно в 2—4 раза, у двухтактных—1,5—2,7 раза. Давление наддува р_s = 200 - 450 кПа у четырехтактных дизелей и р_s= = 1604-300 кПа — у двухтактных.

Сохранение температуры надду­вочного воздуха примерно на неиз­менном уровне T_s = 310 - 320 К до­стигается благодаря охлаждению наддувочного воздуха забортной водой.                              

В судовых дизелях применяют два способа наддува: газотурбин­ный и комбинированный.

Вопрос №5

Оценка ориентировочного значения располагаемой мощности  УТГ.

Блок турбогенератора состоит из паровой турбины, редуктора, электрогенератора, конденсатора пара, циркуляционного насоса/3/ забортной воды и конденсатного насоса. 

Запишем систему уравнений для утилизационной схемы с подводом питательной воды в сепаратор УК:

-  для экономайзера

-  для испарителя

-  для пароперегревателя

-  для сепаратора

;

Используя уравнения расхода УК

и соотношения

,

запишем систему уравнений в следующем виде:

                                (1)

;        (2)

                                     (3)