Отчет по лабораторной работе. Отчет составляется на миллиметровой бумаге формата А3 и должен содержать:

 

Отчет составляется на миллиметровой бумаге формата А3 и должен содержать:

1. Индикаторную диаграмму дизеля Д-21А, снятую по результатам эксперимента.

2.Индикаторную диаграмму дизеля Д-21А с результатами ее обработки.

3. Расчетные формулы.

4. Численные значения температуры газов в характерных точках диаграммы.

5. Выводы по результатам анализа процесса сгорания.

 

Контрольные вопросы

1. С какой целью снимается индикаторная диаграмма двигателя?

2. Назовите периоды-фазы процесса сгорания.

3. От каких факторов зависит продолжительность периода задержки воспламенения?

4. Почему положение точки максимального давления газов на индикаторной диаграмме не совпадает по углу поворота коленчатого вала с точкой максимальной температуры газов?

5. Почему коэффициент молекулярного изменения смеси больше единицы?

6. Что такое – угол опережения впрыскивания топлива и как он влияет на характер протекания процесса сгорания?

 

 

Лабораторная работа №6. Экспериментальное определение теплового баланса двигателя

Цель работы: 1. Получить навыки по испытанию двигателей.

2. Уметь составлять и анализировать тепловой баланс двигателя.

Оборудование: Стенд для испытания двигателя, приборы и аппаратура.

 

Последовательность выполнения работы

 

1. Изучить лабораторную установку и порядок ее эксплуатации.

2. Изучить методику замеров и определения расходов воздуха, топлива, температуры, частоты вращения коленчатого вала двигателя.

3. Подготовить протокол испытания.

4. Выполнить контрольный осмотр лабораторной установки и произвести пуск двигателя.

5. Прогреть двигатель и выполнить замеры на установившемся режиме (режим задает преподаватель).

 

Протокол испытаний

 

№ о п.	n, мин-1	h, мм	В т, г	t, c	Твх	Тог,	Тдв,	В т, кг/ч	Bв, кг/ч кг/ч	a

Расчетные формулы

Часовой расход топлива:

В_Т = ,

 

где - масса топлива, израсходованного за опыт, г; t-время опыта.

Часовой расход воздуха:

В_в = А ,

где А - постоянная прибора (А=3,10); -разность давления по дифференциальному манометру; - плотность воздуха, кг/м³.

Коэффициент избытка воздуха:

a = , (l_о=15кг).

Тепловой баланс двигателя представляет собой, определенное опытным путем, распределение теплоты, вводимой в двигатель с топливом:

Q_р = Q_охл.+Q_ог.+Q_п+Q_{хим.неп.}+Q_ост,

 

где Q_р – располагаемое количество теплоты (вводимое в двигатель с топливом): Q _р=В _т ´ Н_u, кДж/ч;

Н_u –низшая теплотворная способность топлива, для бензина-44000 кДж/кг,

Q_охл. – количество теплоты, отводимое в охлаждающую среду:

Q_охл.=В_о.в.´ с_в´ (Т_дв-Т_вх), кДж/ч;

 

В_ов - количество охлаждающего воздуха, проходящего через двигатель за счет вентилятора:

В_ов=S_a´U_r´u_о´р_в´h_vв´3,6.10³, кг/ч;

 

где S_a – активная площадь вентилятора: , м²;

D_н, D_в – соответственно наружный и внутренний диаметры колеса вентилятора (определяются по результатам замеров на двигателе),

U_r – окружная скорость на лопатках вентилятора: , м/с;

u_o – относительная осевая скорость воздуха в вентиляторе, принимаемая 0,2…0,3;

h_vв – объемный КПД вентилятора, учитывающий утечки воздуха в охлаждающем тракте (h_vв=0,8…0,85),

с_в – средняя теплоемкость воздуха, с_в=1,005 кДж/кг. град,

Т_дв – температура воздуха в контакте с головкой двигателя (измеряется термопарой),

Т_вх – температура входящего в двигатель воздуха (определяется по результатам замера температуры воздуха в моторном отсеке лаборатории);

Q_ог – количество теплоты, уносимое с отработавшими газами:

 

Q _{о г} = В_г´ с_г´Т_ог – В_в´ с_в´Т_вх, кДж/ч;

 

В_г – количество отработавших газов: В_г=В _т +В_в,

с_г, – средняя теплоемкость отработавших газов:

с_г = 0,99 + 12,42 10^-5 Т_ог, кДж/кг.град;

Q_п – полезно используемая теплота (при наличии нагрузки –эквивалентна эффективной мощности, при холостом ходе – мощности механических потерь);

Q_{хим.неп.} –количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания: Q_{хим.неп.} = 1,2×10⁵(1-a)×L_о, кДж/кг;

L_o- количество воздуха в кмолях. (L_o=0,51);

Q_ост – остаточный член теплового баланса, учитывает прочие потери теплоты в двигателе.

Тепловой баланс можно представить в процентах:

 

100 = q_охл+q_ог+q_п+q_{хим.неп.}+q_ост,

или q_п +q_ост = 100 - (q_охл + q_ог +q_{хим.неп})%,

где q – удельные составляющие теплового баланса.