Физика \ Теория теплового процесса и конструкция турбин

Паровые турбины. Газотурбинные установки. Двигатели внутреннего сгорания, страница 55

Среднее эффективное давление pe представляет собой условное среднее постоянное давление, действующее на поршень на рабочем ходе и совершающее работу, эквивалентную полезной эффективной работе, передаваемой через выходной фланец коленчатого вала на потребитель. Таким образом, pe представляет собой удельную эффективную работу двигателя.

Среднее эффективное давление учитывает тепловые и все механические потери двигателя:

                                                            pe = pi – pм.                   (3.27)

Механический КПД двигателя:

                                                      ,             (3.28)

где Nм – мощность механических потерь.

Тогда можно получить:

                                                             pe = pi·ηм.                    (3.29)

Для четырехтактных двигателей без наддува pe = 0,5 – 0,6 МПа; с наддувом pe = 0,8 – 2,5 МПа. Для двухтактных соответственно pe = 0,45 – 0,65 МПа и pe = 0,75 – 1,7 МПа.

Эффективная мощность учитывает тепловые и механические потери в двигателе:

                                                          Ne = Ni – Nм.                  (3.30)

Можно и так записать выражения, используя индикаторные показатели:

                                                            Ne = Ni·ηм;                   (3.31)

                                                 Nе = 13,1·D2·S·pe·z·n·i;         (3.32)

                                     .                                                                (3.33)

3.13. Индикаторный КПД и удельный индикаторный расход топлива

Индикаторный КПД представляет собой отношение количества теплоты, преобразованной в индикаторную работу Li (работу газов в цилиндре реального двигателя), к количеству теплоты, подведенной для совершенствования этой работы:

                                                           ,                  (3.34)

где Q1 = Gт·Qн – количество теплоты, которое подводится с топливом за час; Gт·– часовой расход топлива, кг/ч; Qн – низшая теплота сгорания, кДж/кг; Li = 3600·Ni. Здесь 3600 – термический эквивалент работы 1 кВт·ч, кДж/кВт·ч.

Тогда можно получить:

                                                  ,         (3.35)

где  – удельный индикаторный расход топлива, кг/(кВт·ч), т. е.

                                                             = Gт/Ni.                   (3.36)

Значения Gт и Ni определяют по данным измерений.

3.14. Эффективный КПД и удельный эффективный расход топлива ДВС

По аналогии с индикаторным КПД можно записать выражение для эффективного КПД двигателя:

                                                 ,        (3.37)

где  – удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт·ч).

Причем

                                                            be = Gт/Ne.                   (3.38)

Используя индикаторный расход bi, выразим be так:

                                                             be = bi/ηм.                    (3.39)

Между различными КПД двигателя существует такая зависимость:

                                                   ηе = ηi·ηм и ηе = ηt·ηg,          (3.40)

где ηt, ηg – теоретический КПД, относительный КПД.

Тогда

                                                          ηе = ηt·ηg·ηм,                  (3.41)

где ηм – механический КПД двигателя.

3.15. Литровая мощность двигателя и расход воздуха через двигатель

Для сравнения степени использования рабочего объема цилиндра двигателей различных типов вводится понятие о литровой мощности, л.с. / л:

                                                            ,                   (3.42)

где i – число цилиндров, рабочий объем цилиндров.

В табл. 3.3 приведены значения литровой мощности двигателей.

Таким образом, литровая мощность зависит от числа цилиндров, тактности, номинальной мощности, величины наддува и других факторов.

Таблица 3.3

Скачать файл