трусики женские украина

На головну

 Розрахунок робочих процесів суднового дизеля ВЯРТСІЛЯ "Vasa22" - Транспорт

МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Служба морського транспорту

ДЕРЖАВНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ імені адмірала С.0. МАКАРОВА

Кафедра "Двигуни внутрішнього згоряння й автоматика СЕУ"

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни "Суднові двигуни внутрішнього згоряння"

Пояснювальна записка

Розрахунок робочих процесів суднового дизеля ВЯРТСІЛЯ "Vasa22"

С.-Петербург

2010

Завдання

1. Призначення двигуна

Коефіціент тактності т = 2

Ефективна потужність Ne = 500 кВт

Частота обертання п = 600 об / хв

Середня швидкість поршня Cm = 9.6 м / с

Середнє ефективне тиск Ре = 18.0 бар

Питома витрата палива gе = 214 г / (кВт-ч)

2. Динаміка, врівноваженість, розрахунок міцності

Вяртсиля-Зульцер Z-40

Короткий опис дизеля ВЯРТСІЛЯ «Vasa22»

Циліндровий блок литий конструкції розроблений з урахуванням зниження шумності. Ресивер наддувочного повітря, а також розподільчі труби охолоджувальної води й мастила, є складовою частиною блоку і надають дизелю додаткову жорсткість, охайну зовнішність і компактність. Втулки циліндрів з відцентрового лиття. Люки картера, виготовлені та легкого металу, закріплені чотирма болтами і надійно ущільнені гумовими у щільно тільними кільцями, завдяки чому забезпечується швидкий і легкий доступ до внутрішніх деталей.

Корінні підшипники підвісні. Вкладиші підшипників тришарового виконання, повністю взаємозамінні. Завдяки тому, що підшипники підвісні, вкладиші легко видалити після віддачі гідравлічно затягнутих болтів. При потребі безпосередньо за маховиком може бути встановлений додатково консольний підшипник.

Колінчастий вал. Великий діаметр Рамов і Мотильова шийок забезпечує достатню жорсткість вала відносно крутильних коливань. Противаги знижують навантаження на корінні підшипники і зменшують вібрації, викликані парами внутрішніх моментів. Передбачена можливість відбору потужності з переднього кінця дизеля для приводу допоміжних пристроїв.

Шатуни отштамповани з легованої сталі. Нижня головка шатуна роз'ємна під гострим кутом. Роз'ємні поверхні забезпечені зубчастої насічкою. Мотильова підшипники такої ж конструкції, як і корінні підшипники. Нижня частина втулки верхньої головки шатуна розширена для збільшення робочої поверхні зіткнення з поршневим пальцем.

Поршні, виготовлені з легкого металу, ефективно охолоджуються мастилом, наполовину заповнює кільцеподібну порожнину в районі компресійних кілець. З трьох компресійних кілець два верхніх хромовані. Всі кільця, в тому числі й ефективне маслос'емноє кільце, розташовані над поршневим пальцем, завдяки чому забезпечується хороша мастило спідниці поршня.

Кришки циліндрів. Сили, створювані згорянням газу, передаються від кришки чотирма шпильками через циліндровий блок на болти корінних підшипників. Ці болти і шпильки циліндричної кришки мають однакову різьблення і затягуються тим же гідравлічним інструментом. Два впускних і два випускних клапана однакового розміру прилягають до охолодженим гнізд в кришці циліндра. Просторі канали сприяють газообміну і підтримують низьку температуру вихлопних газів. Отвори обох каналів розташовані на вихлопній стороні дизеля, завдяки чому забезпечується легкий доступ до деталей з боку розподільного валу. Розпилювачі і паливні трубки високого тиску повністю ізольовані від порожнини мастила. Клапанний механізм, забезпечений примусовою змазкою, закритий легким кожухом. Спеціальні з'єднувальні муфти труб полегшують і прискорюють зняття кришки циліндрів.

Розподільний вал складається з однакових одноциліндрових секцій. Кулачки відкувати в одне ціле з секцією. Привід розподільного вала здійснюється шестерінчатою передачею від колінчастого валу. Розташування підшипників дає можливість демонтувати вал в сторону від дизеля.

Паливні насоси золотникового типу розташовані на верхній обробленої поверхні циліндрового блоку. Для кожного циліндра передбачено індивідуальний насос з штовхачем і роликом. Паливні трубки високого тиску однакові і короткі, що сприяє гарному згорянню. Вся паливна система, включаючи трубки високого тиску, повністю закрита кожухами для забезпечення ефективного захисту від пожежі.

Регулятор оборотів. Подача палива дозується гідравлічним регулятором. Тип регулятора обраний відповідно до умов експлуатації двигуна. Крім того передбачено граничний регулятор.

Турбонаддув. Турбонагнітачі, типу «Броун Бовери», розташовані в вільному кінці двигуна. Турбонагнітач встановлений над повітроохолоджувачем, які мають змінні трубчасті вставки. У стандартному виконанні трубчасті вставки виготовлені з матеріалу, потрібного при охолодженні забортної водою.

Паливна система. До дизеля зазвичай встановлюється фільтр грубого очищення. Топ-лівоподкачівающій насос і подвійний патронний фільтр включені в обсяг поставки.

Масляна система. Масляний насос шестеренчатого типу, відцентрові байпасні фільтри і насос попередньої прокачування масла встановлені в торцевій частині двигуна. На двигуні або на його фундаменті встановлюються також ефективний здвоєний головний фільтр і холодильник (з трубчастими вставками відповідно для охолодження забортної або прісною водою) з термостатним клапаном.

Система охолоджуючої води. Відцентровий насос для прісної води і подібний йому насос для забортної води можуть бути встановлені в торцевій частині.

Система пускового повітря. Пуск двигуна здійснюється стисненим повітрям. У V-подібних двигунах кришки циліндрів обладнані пусковими клапанами лише на одному ряду циліндрів.

1. Обґрунтування основних розмірів D і S і числа циліндрів і дизеля

судновий дизель турбокомпресор

1.1 Середнє ефективне тиск Ре

Приймаємо відповідно документації Ре = 1,77 МПа

1.2 Число циліндрів приймаємо рівне 6, т.к. при цьому числі досягається повне урівноваження дизеля, а також при i кратному 3 легше здійснюється імпульсний наддування.

1.3 Номінальна потужність

806 кВт

де i = 6 - число циліндрів

m = 2 - коефіцієнт тактності

1.4 Середня швидкість поршня Сm

Cm = Sn / 30 = 0,24 * 1000/30 = 8 м / с

1.5 Діаметр циліндра

0,22м

Приймаємо D = 0,22м

2. Основні дані та параметри

2.1 Приймаємо:

· Тиск навколишнього середовища Р0 = 0,101 МПа

· Температура навколишнього середовища Т0 = 293 К

· Теплота згоряння палива середнього складу (С = 0,87%, Н = 0,126 О = 0,004) QH = 41.7 МДж / кг

2.2 Температура повітря в ресивері:

ТS = tз.в + 273 + Dt під = 20 + 273 + 10 = 303

tз.в. = 20 0С - температура забортної води

Dt під = 10 0С - мінімальний температурний напір в повітроохолоджувачі

2.3 Коефіцієнт надлишку повітря:

приймаємо a = 1,9

2.4 Робочий об'єм циліндра

Vh = 0,0091 м3

2.5 Обсяг камери стиснення

Vс = 0,00083

де eГ = 12 - ступінь стиснення

2.6 Повний обсяг циліндра

Va = Vc + Vh = 0,00083 + 0,0091 = 0,0099

2.7 Показник політропи стиснення

n1 = 1,37

2.8 Коефіцієнт використання тепла в точці z

xz = 0,85

2.9 Показник політропи розширення

n2 = 1,23

2.10 Температура суміші

Та = 331 К

де: Dtст = 10 - підігрів повітря від стінок циліндра

Тг = 790 - температура залишкових газів

Gг = 0,04 - коефіцієнт залишкових газів

3. Процес наповнення

Коефіцієнт наповнення

hн = 0,959

де Ра / Рs = 1 - приймається

a. Тиск наддуву:

Рs = 0,260МПа

де: R = 287 Дж / (кг * К) - універсальна газова постійна

L'0 = 14,3 кг - маса повітря теоретично необхідна для згоряння 1кг палива

Тиск наддуву Рs за рекомендацією приймаємо рівним:

Рs = 3,2 МПа

Gц = 0,00096 кг / цикл

b. Тиск на початку стиснення

Ра = 1 * 0,32 = 0,32 МПа

c. Заряд свіжого повітря:

Gзар = 0,032 кг

d. Коефіцієнт надлишку повітря:

a = - збігається з раніше прийнятим

4. Процес стиснення

a. Тиск в кінці стиснення

Рс = Раen1 = 0,32 * 121,37 = 9,0 МПа

b. Температура в кінці стиснення

Тс = Та e n -1 = 331 * 121,37-1 = 831 К

5. Процес згоряння

a. Теоретична кількість повітря необхідне для згоряння 1 кг палива

0.496 кмоль / кг

b. Дійсне значення

L = L0a = 0,496 * 1,9 = 0,942 кмоль / кг

c. Хімічний теоретичний коефіцієнт молекулярного зміни в процесі згоряння

1 + 1,033

d. Дійсне значення

e. Середня ізохорно теплоємність продуктів згоряння (кДж / (кмоль * К)) при:

Тс: (mСV) C = 19.26 + 0.0025TC = 19,26 + 0,0025 * 831 = 21,34

TZ: (mCV) Z =

=

= 19,89 + 0,00308 TZ

TZ (ізобарна): (mCР) Z = (mCV) Z + 8,315 = 28,205 + 0,00308 TZ

f. Ступінь підвищення тиску при згорянні

l = 1,5

g. Температура робочого тіла в точці z визначаємо з рівняння згоряння шляхом вирішення його методом послідовних наближень

Приймаємо ТZ = 1850 К

h. Ступінь попереднього розширення:

r = 1,646. Процес розширення

a. Ступінь розширення

7,3

b. Тиск в циліндрі наприкінці розширення

= 1,03 МПа

c. Температура газів в кінці розширення

1170 К7. Розрахунковий цикл

a. Середнє індикаторне тиск циклу

= 2,044 МПа

b. Задане середнє індикаторне тиск

2,048 МПа

де Ре3 = Ре = 1,77 МПа

jСК = 0,97 - коефіцієнт скруглення

c. Відхилення

2,2%

Розрахунок політропи стиснення і розширення

 e1 = Va / V1 Vi = Va / e1 Pсж = Ра e1n1 Pрасш = РВ e1n2

 а 1 0,00995 0,32 1,039

 1 1,25 0,00796 0,43443 1,36715

 2 1,5 0,00663 0,55769 1,71084

 3 1,75 0,00568 0,68883 2,06802

 4 2 0,00497 0,82711 2,43716

 5 2,5 0,00398 1,12287 3,20688

 6 3 0,00332 1,44147 4,01307

 7 4 0,00249 2,13783 5,71677

 8 5 0,00199 2,90228 7,52229

 9 6 0,00166 3,72578 9,41333

 z 7,31 0,00136 4,88334 12,0015

 11 серпня 0,00124 5,52565

 10 грудня 0,00099 7,50153

 c 12 0,00083 9,63004

8. Індикаторні та ефективні показники дизеля

a. Середнє індикаторне тиск

Pi = Pi 'jCK = 2,044 * 0.97 = 1,96 МПа

b. Індикаторна робота газів

Li = PiVh103 = 1,96 * 0,0091 * 1000 = 72,65 кДж

c. Індикаторна потужність

Ni = 894,6 кВт

d. Середнє ефективне тиск

Pe = PihM = 1,96 * 0,9 = 1,76 МПа

e. Ефективна потужність

Ne = NihM = 894,6 * 0,9 = 805 кВт

f. Циклова подача палива

Gц = 0,0011 кг / цикл

g. Часовий витрата палива

213 кг / год

h. Питома індикаторний витрата

0,238 кг / (кВт * год)

i. Індикаторний ККД

0,353

j. Ефективний ККД

Hе = hihм = 0,353 * 0,9 = 0,318

k. Питома ефективна витрата палива

0,221кг / (кВт * год)

l. Відхилення

2,79%

де geз = 0,215 кг / (кВт * год) 9. Розрахунок процесу газообміну

yвп =, де

GS = GBja = 1.852 * 1.5 = 2.8 кг - витрата повітря на циліндр за цикл

R = 287 Дж / (кг * к) - газова постійна

А3еф = А3mвп = 248 * 0,8 = 198,4 м2 * с - ефективний час перетин продувки

yвп == 0,19

(Рц / РS) розр = 0,98

Рц = РS (Рц / РS) = 0,216 * 0,98 = 0,212 МПа

DРвп = Рs-Рц = 0,216-0,212 = 0,04 МПа

1. Визначення втрати тиску DРвип у випускних органах і тиску у випускному трубопроводі Рг в процесі примусового випуску.

yвип =, де

GВ (jа + gнп - Gг -1) = 1,852 (1,5 + 0,6-0,05-1) = 1,94 кг - кількість газів і повітря проходять через випускні органи за стадію примусового випуску

gнп = 0,6 - коефіцієнт залишкових газів до моменту початку продувки

А2еф = А2mвип = 131,2 * 0,8 = 104,96 м2с - ефективний час перетин примусового випуску.

Рц = 0,212 МПа - середній тиск в циліндрі за період продувки примусового випуску

Тц - середня температура газів в циліндрі за період примусового випуску.

Тц = (ТНС-Та) / [ln (ТНП / Та)]

Тнв - температура газів в циліндрі до початку продувки

Тнв = ТВ '(РНП / Рв') (m-1) / m

РНП - тиск газів в циліндрі до початку продувки

РНП = Рd = РS = 0.216 МПа

Тнв = 921 (0,216 / 0,79) (1,3-1) / 1,3 = 683 К

Тц = (683,5-336) / [ln (683,5 / 336)] = 489 К

yвип =

(Рг / Рц) розр = 0,92

Рг = Рц (Рс / Рц) розр = 0,212 * 0,92 = 0,195 МПа

DРвип = Рц-Рг = 0,212-0,195 = 0,021МПа - загальний перепад тиску на продувку циліндра.

2. Перевірка дотримання умови Рd = PS (достатності час-перетин передування випуску)

Рd =, де

Vц = (VB '+ Vd) / 2 = (0.86 + 1.19) /2=1.02 м3 - середній обсяг циліндра за період передування випуску.

А1mСВ = 58 * 0,7 = 40,6 м2с - ефективний час-перетин передування випуску.

mСВ = 0,7 - коефіцієнт витрати випускних органів у період вільного випуску.

РГ = 0,195 МПа - середній тиск в вихлопному колекторі за період передування випуску.

Рd = МПа10. Розрахунок систем наддуву

1. Оцінка втрат тиску в газоповітряних трактах системи.

xобщ = xфxвоxрxотxn

xa = 0.97 - у фільтрах турбокомпресорах

xво = 0,97 - в повітроохолоджувачі

xг = 0,96 - у випускному трубопроводі до турбіни

xот = 0,97 - у випускному трубопроводі після турбіни

xn = Рг / Рs = 1,0 - при продувці циліндра

xобщ = 0,99 * 0,98 * 0,98 * 0,97 * 1,0 = 0,876

2. Температура газів перед турбіною

Тт = Тs +

QГ = 0,4 - відносна втрата тепла з газами

СРГ = 1,09 - середня теплоємність газів (кДж / кг)

Тт = 303 + = 683 К

3. Вибір ККД турбокомпресора

hТК = 0,60-0,67

4. Ступені підвищення тиску повітря pк в компресорі і пониження тиску газів pт в турбіні

pк = Рк / Р0 = РS / (xвоРбxф) = 0,339 / (0,97 * 0,97 * 0,1013) = 3,56

Рб = 0,1013 - барометричний тиск [МПа]

pт = Рт / Рот = xобщpк = 0,876 * 3,56 = 3,12

5. Визначаємо відносні перепади температур повітря

У компресорі:

Dtк = pк (к-1) / к-1 = 3,56 (1,35-1) / 1,35-1 = 0,3904

У турбіні:

DtТ = 1

6. Балансний параметр hТК і оцінка достатньої потужності турбіни

hТК розр =

Т0 = 300 К - температура повітря на вході в компресор.

hТК розр = 0,656

коригування показників ТТ, xобщ не вимагається

7. адіабатних роботи стиснення повітря в компресорі НК і розширення газів в турбіні НТ

НК = 1005Т0Dtк = 1005 * 303 * 0,3904 = 118883 Дж / кг

НТ = 1128ТТDtТ = 1128 * 327 * 0,255 = 180932 Дж / кг

8. Температура повітря за компресором

ТК = Т0 +

hад.к. = 0,83 -адіабатний ККД компресора

ср.в. = 1050 кДж / (кг * К) - середня теплоємність повітря

ТК = 303 + = 439 К

9. Температура повітря за турбіною

Т0Т = ТТ -

hад.т. = hт / hТМ = 0,82 / 0,94 = 0,872 - Адіабатний ККД турбіни

hт = 0,82 - ККД турбіни

hТМ = 0,94 - механічний ККД турбокомпресора

СРГ - среднея теплоємність газів [кДж / (кг * К)]

Т0Т = 627 - = 482 К

10. Сумарна потужність турбін

SNT = SNK = 962 кВт

перевіримо її відносну величину

dТ = 0,342

11. Вибір числа і типу турбокомпресора

Задаємося діаметром колеса компресора з лопатковим дифузором 900 мм і знаходимо безрозмірний коефіцієнт напору компресора НК = 1,4

1. Окружна швидкість на периферії колеса компресора

UК = 412 м / с

2. Швидкість потоку

с = сmuК = 0,3 * 412 = 122,7 м / с,

де сm = 0,3 - відносна швидкість потоку на вході в колесо компресора

3. Площа входу в колесо компресора

FK = GK / (r0c)

r0 = P0106 ??/ (RT0) = 0,1013 * 0.98 * 106 / (287 * 330) = 1,165 кг / м3 - щільність повітря перед компресором

FК = 6,72 / (1,165 * 122,7) = 0,047 м2

4. Діаметр колеса компресора

DК = а

а = 1,8; b = 0.61 - коефіцієнти конструктивних співвідношень

DК = 1,8 = 0,556 мм

Відмінність отриманих DК від попередньо прийнятого становить:

0,71% і не перевищує допустимих 5%

5. Частота обертання ротора турбокомпресора на розрахунковому режимі

nТ =

В системі імпульсного наддуву 6-циліндрового двигуна типу VASA R32 необхідно мати один турбокомпресора типу ТК 56.

Обчислювач середнього індикаторного тиску NK-5 являє собою систему управління роботою дизельного двигуна, надається криві тиску в функції часу і інформацію, що отримується від наступних датчиків:

GT-20 - датчика тиску в циліндрі (працює безперервно)

GT-30 - датчика тиску уприскування палива (працює безперервно)

T-17 / 4- датчика тиску продувочного повітря

GF-1 - магнітного датчика

GH - датчиків поршневих кілець

У систему NK-5 входять також кольоровий інформаційний дисплей для показу і флоппі-диск для зберігання кривих та іншої інформації, пов'язаної з процесом згорання і вприскування палива в дизельному двигуні.

Наступні дані можуть бути отримані від:

Датчик тиску в ЦИЛІНДРІ, тип GT-20 / GE-11. MIP ~ середнє індикаторне тиск. Ротах - максимальний тиск згоряння. Рсотр - тиск стиснення

Рехр - тиск на лінії розширення, 36 за ВМТ. сортах - кут щодо ВМТ, при якому відбувається ротах. Load - потужність циліндра в Квт

ДАТЧИКА ТИСКУ ПАЛИВА, тип GT-30 / GE-11. FPmax ~ максимальний тиск упорскування палива

ГРор ° п тиск палива при відкритті голки форсунки. осРореп- кут випередження впорскування палива / по відношенню до ВМТ /. G - тривалість подачі палива в градусах повороту колінчастого вала

ДАТЧИКА ТИСКУ продувному ПОВІТРЯ GT ". 7/4 бар. Pscav - тиск продувочного повітря

Датчик вимірювання обертання колінчастого вала GF-1

RPM - частота обертання / об / хв /. Положення поршня

NK-108DTR, 030990 3 AUTRONICA

На ЕПТ-екран дисплея можуть бути виведені наступні комбінації кривих / даних:

Крива / дані тиску в циліндрі

Крива / дані тиску уприскування палива

Крива / дані тиску в циліндрі спільно з кривою / даними вприскування палива

Крива / дані тиску в циліндрі спільно з зберігаються на диску криво / даними тиску в циліндрі

Крива / дані вприскування палива спільно з зберігаються на диску криво / даними вприскування палива

Криві / дані вимірювань, хрс1Нрщіес; я на диску

Таблиця тиску по циліндрах

Загальний стан двигуна

Імпульси від поршневих кілець

Як правило / в систему включається принтер даних / кривих з колірною печаткою, який за запитом копіює представлену на дисплеї інформацію.

Вимірювати і обчислюваних параметрів І КРИВІ ТИСКУ

Список використаної літератури

1. Возницький І.В., Сучасні суднові середньооборотні двигуни, Навчальний посібник за спеціальністю 2405.

2. Волочков В.А. Розрахунок робочих процесів суднових дизелів, Москва В / О "МОРТЕХІНФОРЕКЛАМА" 1987

3. Возницький І.В., Камкін С.В., Шмельов, В.А., Осташенко С.Д. Робочі процеси суднових дизелів Транспорт 1979

4. Wartsila-Sulzer ZAS 40/48 instruction manual

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка