Расчёт на ЭВМ рабочего цикла ГД (ВД) и обоснование параметров рабочих сред ТУК

3 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ 6S50MC

Параметр	Обозначения	Размерность	Расчетная формула и подстановка значений	Результат
	Номинальная мощность	Nе	кВт	Задано
	Номинальная частота вращения	n	об/мин	Задано
	Тактность	―	―	Задано	2-х такт.
	Тип продувки	―	―	―	Прямоточно-клапанная
	Схема наддува	―	―	Задано	Комбин.
	Давление окружающей среды	Рo	МПа	Принимаем	0, 1
	Температура окружающей среды	То	К	Принимаем
	Давление наддува	Рн	МПа	Принимаем	0, 2
	Степень сжатия	Ε	―	Принимаем 11÷ 15
	Коэффициент избытка воздуха	α	―	Принимаем 1, 8÷ 2.2	1, 95
	Коэффициент продувки	φ а	―	Принимаем 1, 25÷ 1, 8	1, 5
	Коэффициент остаточных газов	γ r	―	Принимаем 0, 01÷ 0, 02	0, 02
	Коэффициент использования теплоты: - в основной период - к концу сгорания	ξ z ξ	― ―	Принимаем	0, 85 0, 9
	Доля хода поршня потерянного на продувку	ψ	―	―	0, 1
Параметр	обозначения	размерность	Расчетная формула и подстановка значений	результат
Расчет процессов наполнения и сжатия
	Средняя скорость поршня	Cm	м/с		8, 4
	Потеря давления в воздухоохладителе	Δ Рох	МПа	Принимаем	0, 002
	Давление воздуха за компрессором	Рк	МПа		0, 202
	Степень повышения давления в компрессоре	Π к	―		2, 02
	Адиабатный КПД	η ак	―	Принимаем	0, 8
	Температура воздуха за компрессором	Т′ к	К
	Понижение температуры	Δ Тох	К	Принимаем
	Температура воздуха перед двигателем	Тк	К
	Температура подогрева заряда от стенок цилиндра	Δ Т	К	Принимаем
	Температура воздуха в цилиндре	Тк"	К

	Температура остаточных газов	Тz	К
	Температура заряда в начале сжатия	Та	К
	Давление в выпускном коллекторе	Рг	МПа		0, 181
	Давление в начале сжатия	Ра	МПа		0, 2
	Коэффициент наполнения цилиндра	η ′ н	―		0, 974
	Коэффициент наполнения, отнесенный к полному ходу поршня	η н	―	η ′ н (1+ψ)=	0, 876
	Средний показатель политропы сжатия	n1	―	Принимаем 1, 34÷ 1, 4	1, 39
	Параметры цикла в конце процесса сжатия: - Давление	Рс	МПа	Раε n =	6, 0
- Температура	Тс	К	Таε n -1

Параметр	Обозначения	Размерность	Расчетная формула и подстановка значений	Результат
Расчет процесса сгорания
	Массовый состав топлива	С Н О	―	Принимаем	0, 841 0, 152 0, 007
	Низшая температура сгорания	Qpн		Принимаем
	Теоретически необходимое кол-во воздуха для сгорания 1 кг топлива	Lo			0, 504
	Действительное количество воздуха	L			0, 982
	Химический коэффициент молекулярного изменения	β о	―		1, 065
	Действительный коэффициент молекулярного расширения	β	―		1, 062
	Доля топлива, сгоревшего в точке Z	Xz	―		0, 94
	Коэффициент молекулярного изменения в точке Z	β z	―		1, 058

	Средняя мольнаяизохорная теплоемкость воздушного заряда в начале процесса сгорания	μ cv			22, 8
	Степень повышения давления	λ	―	Принимаем 1, 2÷ 1, 6	1, 6
	Средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания в точке Z	μ ср			35, 8
	Параметры конца процесса сгорания: - Температура определяемая по уравнению сгорания	Тz	К
- Давление	Pz	МПа		9, 6
Расчет процесса расширения
	Степень предварительного расширения	ρ	―		1, 4
	Степень последующего расширения	δ	―		9, 2
	Средний показатель политропы расширения	n2	―	Принимаем (1, 2÷ 1, 3)	1, 3

	Параметры конца процесса расширения: - Температура	Тв	К
- Давление	Рв	МПа		0, 6
Определение индикаторных и эффективных показателей работы ДВС. Проверка заданной мощности
	Среднее индикаторное давление теоретического цикла	Р′ і	МПа		2, 1
	Коэффициент политропы индикаторной диаграммы	φ	―	Принимаем (0, 96÷ 0, 98)	0, 98

	Среднее индикаторное давление действительного цикла	Рі	МПа		1, 85
	Индикаторный удельный расход топлива	gі			0, 127
	Механический КПД двигателя	η м	―	Принимаем (0, 9÷ 0, 94)	0, 9
	Эффективный удельный расход топлива	gе			0, 14
	Среднее эффективное давление	Ре	МПа		1, 67
	Индикаторный КПД двигателя	η і	―		0, 67
	Эффективное КПД двигателя	η е	―		0, 5
	Эффективная мощность	Nе	кВт

│ Исходные данные для главного двигателя │

├ ─ ─ ┬ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┬ ─ ─ ─ ─ ┬ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┬ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┤

│ 1│ Hоминальная мощность двигателя │ N1 │ кВт │ 9480 │

│ 2│ Количество двигателей │ Z2 │ шт │ 1 │

│ 3│ Эффективный КПД двигателя │ H1 │ │ %50 │

│ 4│ Тактность двигателя (двухтактный=1 четыpехтактный=2) │ Z1 │ │ 1 │

│ 5│ Темпеpатуpа газов за двигателем на номинальном pежиме│ T1 │ °С │ 400 │

│ 6│ Снижение темпеpатуpы газов на участке УК двигатель │ T2 │ °С │ 150 │

│ 7│ Темпеpатуpа уходящих газов │ T3 │ °С │ 250 │

│ 8│ Темпеpатуpа окpужающего воздуха │ T4 │ °С │ 23 │

│ 9│ Показатель политpопы сжатия воздуха в компpессоpе │ K1 │ │ 2.000 │

│ 10│ Давление наддувочного воздуха │ P1 │ МПа │ 0.100 │

│ 11│ Теоpетически необходимое количество воздуха │ L1 │ │ 15.000 │

│ 12│ Коэффициент избытка воздуха на номинальном pежиме │ L2 │ │ 2.10 │

│ 13│ Коэф.использования теплоты наддувочного воздуха для │ K2 │ │ 0.00 │

│ 14│ Теплотвоpная способность топлива │ Q1 │ кДж/кг │ 40301 │

│ 15│ Удельный pасход топлива │ G3 │ кг/кВт ч│ 0.120 │

│ 16│ Доля теплоты теpяемая с охл. водой на ном. pежиме │ Q2 │ │ 0.20 │

│ 17│ Доля теплоты охл. воды используемая на паpообpазов. │ K6 │ │ 0.00 │

│ 18│ Режим pаботы ГД по винтовой хаp.=1 по нагpузочной=2 │ R1 │ │ 1 │

│ 19│ Коэф. учитывающий потеpи тепла в утилизацион.контуpе│ K3 │ │ 0.00 │

│ 20│ Hазначение двигателя (главный=1 вспомогательный=2) │ K4 │ │ 1 │

└ ─ ─ ┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┴ ─ ─ ─ ─ ┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘

├ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┤

│ Результат расчета │

├ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┤

│ Количество теплоты затраченной на парообразование от всех ГД │

├ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┬ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┬ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┬ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┬ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┤

│ Отн.мощн. │ От охл. воды│ От газов │ От наддув. воздуха│ Сумма │

├ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┤

│ --- │ кДж/ч │ кДж/ч │ кДж/ч │ кДж/ч │

├ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┤

│ 0.4 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │

│ 0.5 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │

│ 0.6 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │

│ 0.7 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │

│ 0.8 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │

│ 0.9 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │

│ 1.0 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │ 0.0 │

└ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘

Таблица

╒ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ╕

│ Результаты расчета ТУК │

├ ─ ─ ┬ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┬ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┬ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┤

│ N │ Hаименование паpаметpа │ Разм. │ значение │

├ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┤

│ 1 │ Мощность СЭС на расчетном режиме │ кВт │ 750.0 │

│ 2 │ Мощность УТГ на расчетнои режиме │ кВт │ 0.0 │

│ 3 │ Количество работающих ВДГ │ шт │ 3 │

│ 4 │ Мощность одного ВДГ на расчетном режиме │ кВт │ 0.0 │

│ 5 │ Мощность от всех ВДГ на расчетном режиме │ кВт │ 750.0 │

│ 6 │ Относительная мощность одного ВДГ │ │ 0.0 │

│ 7 │ Общее количество теплоты на паpообpазование │ кДж/ч │ 0 │

│ 8 │ Теплота на быт и техн нужды от ОНВ │ кДж/ч │ 0 │

│ 9 │ Теплота на быт и техн нужды от охл воды │ кДж/ч │ 0 │

│ 10│ Темпеpатуpа перегретого пара │ °C │ 0.0 │

│ 11│ Давление перегретого пара │ МПа │ 0.000 │

│ 12│ Производительность перегретого пара │ кг/ч │ 0.0 │

│ 13│ Давление насыщенного паpа │ МПа │ 0.700 │

│ 14│ Темпеpатуpа насыщенного паpа │ °C │ 175.4 │

│ 15│ Расход насыщенного пара на расчетном режиме │ кг/ч │ 1.0 │

│ 16│ Паропроизводительность УК │ кг/ч │ 0.0 │

│ 17│ Общее количество теплоты на ОУ │ кДж/ч │ 1206230 │

│ 18│ Максимальная производительность ОУ │ т/ч │ 0.5 │

│ 19│ Экономия котельного топлива │ кг/ч │ 30.5 │

│ 20│ Экономия топлива для ВДГ │ кг/ч │ 0.0 │

│ 21│ Эксеpгетический КПД установки │ │ 0.873 │

└ ─ ─ ┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘