Практическая работа №2

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДВС

Цель работы: ознакомиться с порядком проведения расчетов теплового баланса ДВС.

Тепловой баланс оценивает распределение тепла, вносимое в двигатель

топливом, идущего на полезную работу и на потери. Точное определение отдельных статей теплового баланса может быть выполнено на основании лабораторных исследований. Однако ориентировочно они могут быть определены на основании теоретических расчетов.

Тепловой баланс подсчитывают в абсолютных единицах теплоты за один час работы двигателя или за время расходования 1 кг или 1 м³ топлива.

В общем виде уравнение внешнего теплового баланса в абсолютных единицах можно представить так:

где – теплота сгорания израсходованного топлива; – теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя; – теплота, отводимая от двигателя охлаждающей средой (жидкостью или газом); – теплота, отводимая отработавшими газами; – теплота, не выделившаяся при сгорании топлива из-за неполноты сгорания; – теплота, отводимая смазочным маслом (этот член теплового баланса выделяется обычно при наличии на двигателе автономного теплообменника для охлаждения смазочного масла, в большинстве случаев включается в остаточный член теплового баланса); – теплота, отводимая в результате лучистого и конвективного теплообмена.

Теплота сгорания израсходованного топлива , Дж/ч

Дж

где

Теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя , кДж/ч

Теплоту, передаваемую охлаждающей среде определяют по эмпирическим формулам (кДж/ч):

где – коэффициент пропорциональности для четырехтактных двигателей ; – число цилиндров; – диаметр цилиндра, см;

– показатель степени для четырехтактных двигателей ; – частота вращения коленчатого вала, мин^-1; – потеря части теплоты сгорания из-за химической неполноты сгорания топлива при ;

Тогда рассчитываем по формуле:

Дж

Для двигателей, работающих на жидком топливе , кДж/ч

где – мольные теплоемкости при постоянном давлении соответственно продуктов сгорания при температуре и свежего заряда при температуре , кДж/(кмоль⋅ К); – температура отработавших газов за выпускным трубопроводом (турбокомпрессором), К. Её величина берется по экспериментальным данным, при отсутствии таковых, подсчитывается по формуле: , – температура остаточных газов в конце процесса выпуска, К; – температура свежего заряда при поступлении его во впускной патрубок компрессора или при отсутствии наддува во впускной патрубок двигателя, К.

Тогда , кДж/ч

Остаточный член теплового баланса определяют как разность между подведенной теплотой и суммой измеряемых составляющих теплового баланса, в нашем случае:

где - теплота, отводимая маслом, кДж/ч:

где – количество проходящего через охладитель масла, кг/ч; – температура входящего в охладитель и выходящего из него масла, К; – теплоемкость масла, кДж/(кг⋅ К).

Параметры масла:

, кг/ч

, К

, К

,

Тогда

, кДж/ч

Отсюда

, кДж/ч

Тогда :

, кДж/ч

Тепловой баланс в процентах по отношению ко всему количеству подведенной теплоты:

Вывод: в процессе выполнения лабораторной работы был произведен расчет теплового баланса ДВС.