Энерго-эксергетический анализ действительного рабочего цикла дизеля

ЭНЕРГО – ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОГО РАБОЧЕГО ЦИКЛА ДИЗЕЛЯ

А.А. ПРОХОРЕНКО, канд. техн. наук, М.Н. КУВИКА

 Цель исследования: энерго – эксергетический  анализ действительного рабочего цикла дизеля на основе индикаторных диаграмм, полученных экспериментальным путем, для определения максимального КПД на различных режимах работы двигателя.

Задачи исследования:

– подготовка и обработка экспериментальных индикаторных диаграмм;

– расчет характеристик тепловыделения по экспериментальным индикаторным диаграммам;

– разработка методики энерго – эксергетического анализа процесса сгорания топлива в цилиндре дизеля;

– проведение расчетного исследования эффективности сгорания топлива в цилиндре дизеля на основе разработанной методики.

ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

– Усреднение по 72-м циклам

– Сглаживание индикаторных диаграмм по 7-ми точкам полиномом по методу наименьших квадратов

– Корректировка положения нулевой линии давления

, n=1,37;

;

.

Результаты корректировки положения нулевой линии для   нагрузочной характеристики при =2000 мин
Параметр	Относительная мощность Ňе
	1,0	0,93	0,77	0,52	0,26
, МПа	0,091	0,077	0,078	0,049	0,013

Результаты корректировки положения нулевой линии для нагрузочной характеристики при =1500 мин
Параметр	Относительная мощность Ňе
	1,0	0,94	0,74	0,5	0,3
, МПа	0,094	0,091	0,065	0,052	0,032

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РАСЧЕТЫ.

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИНДИКАТОРНЫМ ДИАГРАММАМ

;                                            (1)

;         (2)

;                                                    (3)

;                                              (4)

 

 ;              (5)

.                                                  (6)

ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ  И  РЕЗУЛЬТАТЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ РАСЧЕТОВ

Нагрузочная характеристика при =2000 мин
Параметр	Относительная мощность Ňе
	1,0	0,93	0,77	0,52	0,26
, МПа	13,80	13,21	11,61	9,47	7,72
, К	1820	1775	1675	1496	1299
,кг/(кВт∙ч)	0,226	0,224	0,229	0,242	0,273
	2,19	2,29	2,53	3,09	4,78
Нагрузочная характеристика при =1500 мин
Параметр	Относительная мощность Ňе
	1,0	0,94	0,74	0,5	0,3
, МПа	14,52	13,83	11,97	10,03	8,35
, К	2106	2056	1880	1720	1516
,кг/(кВт∙ч)	0,226	0,224	0,220	0,226	0,242
	1,63	1,68	2,02	2,54	3,55

1. Относительная скорость тепловыделения

2. Относительное количество теплоты, выделившееся

при сгорании топлива

ОСНОВЫ  МЕТОДА  ЭНЕРГО – ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОГО  АНАЛИЗА  ПРОЦЕССА  СГОРАНИЯ

;                                                   (1)

;                                                         (2)

;                                                            (3)

;                                              (4)

;                         (5)

;                                     (6)

;                                                            (7)

;                                                           (8)

.                                                          (9)

МЕТОДИКА РАСЧЕТНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

;                                                        (1)        

;                                                           (2)

;                                                         (3)

   ;        (4)                                      ;       (5)

                              

(6)

Составляющие элементарного количества анергии рабочего

тела в цилиндре при горении

;                                                           (7)

;                                                     (8)

.                                                           (9)

Для определения доли эксергии в выделившейся теплоте при сгорании топлива необходимо воспользоваться отношением , что также справедливо и для определения доли анергии. Это вызвано погрешностью при определении закона тепловыделения.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ

Параметр	Нагрузочная характеристика при n=2000 мин -1					Нагрузочная характеристика при n=1500 мин -1
	Относительная мощность Ňе					Относительная мощность Ňе
	1,0	0,93	0,77	0,52	0,26	1,0	0,94	0,74	0,5	0,3
	0,200	0,207	0,216	0,233	0,257	0,185	0,189	0,200	0,218	0,235
	0,801	0,796	0,787	0,768	0,744	0,817	0,814	0,800	0,786	0,767

1. Относительная скорость выделения эксергии и анергии рабочего тела

в цилиндре для режима =2000 мини Ňе=1

2. Относительное количество эксергии и анергии рабочего тела

в цилиндре для режима =2000 мини Ňе=1

3. Доли эксергии и анергии в выделившейся теплоте

при сгорании топлива для режима =2000 мини Ňе=1

ВЫВОДЫ

1. Изменение доли эксергии рабочего тела в цикле

2. Изменение максимального значения доли эксергии

рабочего тела дизеля от нагрузки