Расчет судового двигателя внутреннего сгорания. Анализ конструкции судовых двигателей различных типов. Общий вид дизельного двигателя серии MAN B&W S50-98MC, страница 12

Процесс сгорания происходит при нахождении поршня в верхней мертвой точке.

Процентное содержание углерода в топливе, Ст:

Cт » 87,0087,00 % – принимается из опыта эксплуатации. Процентное содержание водорода в топливе, Hт:

Hт »12,6012,60 % – принимается из опыта эксплуатации.

Процентное содержание кислорода в топливе, Oт:

Oт » 0,400,40 % – принимается из опыта эксплуатации. Процентное содержание серы в топливе, Sт:

Sт » 0,000,00 % – принимается из опыта эксплуатации. Процентное содержание воды в топливе, Wт:

Wт » 0,000,00 % – принимается из опыта эксплуатации.

Теплотворная способность 1 кг топлива, Qн:

Qн = 339,13 Ст +1029,95 Hт -108,86 (Oт Sт )-25,12 Wт = = 339,13 87,00+1029,95 12,60-108,86 (0,40 0,00)-25,12 0,00 »

» 42481,6842481,68 кДж/кг.

Теоретическое количество воздуха необходимое для сжигания 1 кг топлива, Lо:

                 Lo = 1   Cт + Нт + Sт - Oт = 1   87,00 +12,60 + 0,00 - 0,40 »

21 Ł 12       4      32       32 ł 21 Ł 12            4         32   32 ł

» 0,490,49 кмоль/кг.

Действительное количество воздуха необходимое для сжигания 1 кг топлива, L:

L =aв L =1,80 0,49 » 0,890,89 кмоль/кг.

В расчетах судовых двигателей внутреннего сгорания используется теоретический коэффициент молекулярного изменения состава – отношение количества газообразных продуктов сгорания к действительному количеству воздуха, расходуемому на сгорание 1 кг топлива.

Теоретический коэффициент молекулярного изменения состава продуктов сгорания, βо:

bo =1+ 8Hт +Oт =1+ 8 12,60+0,40 »1,04 1,04.

3200L                3200 0,89

В расчетах судовых двигателей внутреннего сгорания используется действительный коэффициент молекулярного изменения состава – учитывает количество остаточных газов в составе воздуха, сжимаемого в цилиндре двигателя, а также в составе продуктов сгорания топлива.

Действительный коэффициент молекулярного изменения состава продуктов сгорания, β:

b= bo++ggогог = 1,104++0,005,05 »1,03 1,03.

1

Наивысшее давление в цилиндре двигателя в процессе сгорания, pцг:

pцг = pmax »15,00 15,00 МПа.

В расчетах судовых двигателей внутреннего сгорания используется наивысшая температура в цилиндре двигателя в процессе сгорания, определяемая при помощи метода последовательных приближений (табл. 1): задаваясь температурой tцг, определяют основные показатели процесса сгорания, вплоть до уточненного значения tцг '; сравнивая полученное значение tцг ' с требуемым значением tцг, делают вывод о достаточности принятого значения tцг. При отклонении tцг от tцг ' на величину Δ более 5% необходимо изменить температуру tцг и повторить расчет.

Наивысшая температура в цилиндре двигателя в процессе сгорания, tцг:

tцг »1750,00 1800,35 К – принимается при последнем приближении

Средняя мольная изохорная теплоемкость воздуха в конце процесса сжатия, сс-к:

сvсв-к =19,26+ 2,51 10-3 tцс-к =19,26+ 2,51 10-3 862,23 »

» 21,4221,62 кДж/(кмоль град).                  

Средняя мольная изохорная теплоемкость остаточных газов в конце процесса сжатия, сvогс-к:

                            сvсог-к = 20,47 +19a,26в (aв -1)+ 36,00+a25в ,10104 (aв -1) tцс-к =

= 862,23 »

Средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания в процессе сгорания, сvпсг:

                                 сvгпс = 20,47+19a,26в (aв -1)+ 36,00+a25в ,10104 (aв -1) tцг =

= 1750,00 »

Средняя мольная изобарная теплоемкость продуктов сгорания в процессе сгорания, сpпсг: сгpпс =сvгпс +8,31= 25,38+8,31» 33,7033,86 кДж/(кмоль град).

Коэффициент повышения давления при сгорании горючей смеси в цилиндре двигателя, λ:

l= ppсц-гк = 1015,,0040 »1,441,10.

ц

В расчетах судовых двигателей внутреннего сгорания принимается, что коэффициент повышения давления, для длинноходового малооборотного дизеля должен находиться в интервале 1,10 £l£1,30.