Реферати

Курсова робота: Розрахунок робочих процесів суднового дизеля ВЯРТСИЛЯ "Vasa22"

Світове господарств-основні риси і проблеми розвитку. Уведення Світова економіка є складною системою, що включає безліч різноманітних елементів і основу якої утворять міжнародне й обмежене рамками окремих держав національне виробництво матеріальних і духовних благ, їхній розподіл, обмін і споживання. Кожна з цих фаз світового відтворювального процесу як у глобальному масштабі, так і в рамках окремих держав у залежності від їхнього місця і частки в цілому, впливає на функціонування усієї світової господарської системи.

Бухгалтерський облік і аналіз дебіторської і кредиторської заборгованості. Поняття і зміст зобов'язань організації в системі облікової класифікації господарських засобів

Лібералізм. ЗМІСТ Уведення 1. Ліберальний рух у післяреформену епоху 2. "Новий" лібералізм Висновок Література ВВЕДЕННЯ. Даний реферат присвячений темі "Російський буржуазний лібералізм у другій половині XIX століття". Ця тема актуальна для сучасного суспільства саме сьогодні в період найтяжкої кризи і катастрофи життєвих цінностей і ідеалів.

Фінанси (Шпаргалка). 1. Як историч категорія Ф з'явилися з возн-ем гос-ва при розшаруванні об-ва на класи. Вперше в 13-15 вв у торг гір Італії і спочатку обозна кожної ден платіж, у далн - междунар расп-і і став употреб-ся як ронятие, связ із з-мий ден отн-ний між нас-ем і гос-вом із приводу образ-я гос фондів ден ср-в.

Розрахунок економічної ефективності застосування ПЕВМ для рішення задачі. ОРОЛЕВСКИЙ КОЛЕДЖ КОСМІЧНОГО МАШИНОБУДУВАННЯ І ТЕХНОЛОГІЇ ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА КККМТ 2203 ПЗКР 36П ВИКОНАВ ПЕРЕВІРИВ ВИКЛАДАЧ МОШАРОВА С. М.

МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Служба морського транспорту

ДЕРЖАВНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ імені адмірала С.0. МАКАРОВА

Кафедра "Двигуни внутрішнього згоряння і автоматика СЕУ"

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

по дисципліні "Суднові двигуни внутрішнього згоряння"

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Розрахунок робочих процесів судовогодизеля ВЯРТСИЛЯ "Vasa22"

С.-Петербург

2010 р.

Завдання

1. Призначення двигуна

Коеффіцент тактности т =2

Ефективна потужність Ne= 500 кВт

Частота обертання п =600 про/міна

Середня швидкість поршня Cm =9.6 м/з

Середній ефективний тиск Ре=18.0 бар

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

2. Динаміка, урівноваженість, розрахунок міцності

Вяртсиля-Зульцер Z-40

Короткий опис дизеля ВЯРТСИЛЯ «Vasa22»

Циліндровий блок конструкції, що ллється розроблений з урахуванням зниження шумности. Ресивер наддувочного повітря, а також розподільні труби охолоджуючої води і мастильного масла, є складовою частиною блоку і додають дизелю додаткову жорсткість, охайну зовнішність і компактність. Втулки циліндрів з відцентовий лиття. Люки картера, виготовлені і легкого металу, закріплені чотирма болтами і надійно ущільнені гумовими у плотни тельними кільцями, завдяки чому забезпечується швидкий і легкий доступ до внутрішніх деталей.

Корінні підшипники підвісні. Вкладиші підшипників трехслойного 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 рамових і мотилевих шийок забезпечує достатню жорсткість вала відносно крутильних коливань. Противаги знижують навантаження на корінні підшипники і зменшують вібрації, що викликаються 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 зубчатою насічкою. Мотилевие 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 охлаждаться мастильним маслом, що наполовину заповнює кільцеподібну порожнину в районі компрессионних кілець. З трьох компрессионних кілець два верхніх хромовані. Всі кільця, в тому числі і ефективне маслосъемное кільце, розташовані над поршневим пальцем, завдяки чому забезпечується хороша змазка спідниці поршня.

Кришки циліндрів. Сили, що створюються згорянням газу, передаються від кришки чотирма шпильками через цилиндровий блок на болти корінних підшипників. Ці болти і шпильки цилиндровой кришки мають однакове різьблення і затягуються тим же гідравлічним інструментом. Два впускних і два випускних клапани однакового розміру прилягають до охолоджених 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 вала. Распилители і паливні трубки високого тиску повністю ізольовані від порожнини мастильного масла. Клапанний механізм, забезпечений примусовою змазкою, закритий легким кожухом. Спеціальні з'єднувальні муфти труб полегшують і прискорюють зняття кришки циліндрів.

Розподільний вал складається з однакових одноциліндровий секцій. Кулачки отковани в одне ціле з секцією. Привід розподільного вала здійснюється шестеренчатой передачею від колінчастого вала. Розташування підшипників дає можливість демонтувати вал в сторону від дизеля.

Паливні насоси золотникового типу розташовані на верхній обробленій поверхні цилиндрового блоку. Для кожного циліндра передбачений індивідуальний насос з толкателем і роликом. Паливні трубки високого тиск однаковий і короткий, що сприяє хорошому 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 вибраний застосовно до умов експлуатації двигуна. Крім того передбачений граничний регулятор.

Турбонаддув. Турбонагнетатели, типу «Броун Бовері», розташовані у вільному кінці двигуна. Турбонагнетатель встановлений над воздухоохладителем, що має змінні трубчасті вставки. У стандартному виконанні трубчасті вставки виготовлені з матеріалу, що є потрібен при охолоджуванні забортною водою.

Паливна система. До дизеля звичайно встановлюється фільтр грубого очищення. Топ-ливоподкачивающий насос і двійчастий патронний фільтр включені в обсяг постачання.

Масляна система. Масляний насос шестеренчатого типу, відцентовий байпасні фільтри і насос попереднього прокачування масла встановлені в торцевой частині двигуна. На двигуні або на його підмурівку встановлюються також ефективний здвоєний головний фільтр і холодильник (з трубчастими вставками відповідно для охолоджування забортною або прісною водою) з термостатним клапаном.

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

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

1. Обгрунтування основних размеровDиSи числа цилиндровидизеля

судновий дизель турбокомпрессор

1.1 Середній ефективний тиск Ре

Приймаємо згідно з документацією Ре = 1,77 МПа

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

1.3 Номінальна потужність

806 кВт

де i = 6 - число циліндрів

m =2- коефіцієнт тактности

1.4 Середня швидкість поршня Сm

Cm=Sn/30=0,24*1000/30=8 м/з

1.5 Діаметр циліндра

0,22 м

Приймаємо D=0,22м

2. Основні дані і параметри

2.1 Приймаємо:

- Тиск навколишнього середовища Р0 = 0,101 МПа

- температура навколишнього середовища Т0 = 293 До

- Теплота згоряння палива середнього складу (З = 0,87%, Н =0,126 ОБ = 0,004) QH = 41.7 МДж / кг

2.2 Температура повітря в ресивере:

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

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

Dt у = 10 0С - мінімальний температурний натиск у воздухоохладителе

2.3 Коефіцієнт надлишку повітря:

приймаємо а = 1,9

2.4 Робочий об'єм циліндра

Vh=0,0091 м3

2.5 Об'єм камери стиснення

Vс = 0,00083

де eГ =12 - міра стиснення

2.6 Повний об'єм циліндра

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

2.7 Показник политропи стиснення

n1 = 1,37

2.8 Коефіцієнт використання тепла в точці z

xz=0,85

2.9 Показник политропи розширення

n2 = 1,23

2.10 Температура суміші

Та = 331 До

де: Dtст = 10 - підігрівання 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 наддува:

Рs = 0,260МПа

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

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

Тиск наддува Рs по рекомендації приймаємо рівним:

Рs=3,2 МПа

gЦ =0,00096 кг/цикл

b. Тиск на початку стиснення

Ра = 1*0,32=0,32 МПа

з. Заряд свіжого повітря:

Gзар= 0,032 кг

d. Коефіцієнт надлишку повітря:

а= - співпадає 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 en -1 = 331*121,37-1=831 До

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

з. Хімічний теоретичний коефіцієнт молекулярної зміни в процесі згоряння

1+1,033

d. Дійсне значення

е. Середня изохорная теплоємність продуктів згоряння (кДж/(кмоль*До)) при:

Тс: (mСV)З =19.26+0.0025 TC=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. Міра підвищення тиску при згорянні

l = 1,5

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

Приймаємо ТZ =1850 До

h. Міра попереднього розширення:

r=1,64

6. Процес розширення

a. Міра розширення

7,3

b. Тиск в циліндрі в кінці розширення

=1,03 МПа

з. Температура газів в кінці розширення

1170 До

7. Розрахунковий цикл

a. Середній індикаторний тиск циклу

=2,044 МПа

b. Заданий середній індикаторний тиск

2,048 МПа

де Ре3 = Ре =1,77 МПа

jСК =0,97 - коефіцієнт скругления

з. Відхилення

2,2 %

Розрахунок политроп стиснення і розширення

e1=Va/V1

Vi = Va / e1

Рсж=Ра e1n1

Ррасш=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

8

0,00124

5,52565

12

10

0,00099

7,50153

з

12

0,00083

9,63004

8. Індикаторні і ефективні показники дизеля

a. Середній індикаторний 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

з. Індикаторна потужність

Ni=894,6 кВт

d. Середній ефективний тиск

Pe=PihM=1,96*0,9=1,76 МПа

е. Ефективна потужність

Ne=NihM=894,6*0,9=805 кВт

f. Циклова подача палива

gц=0,0011 кг/цикл

g. Часова витрата палива

213 кг/година

h. Питома індикаторна витрата

0,238 кг/(кВт*ч)

i. Індикаторний КПД

0,353

j. Ефективний КПД

hе= hihм=0,353*0,9=0,318

k. Питома ефективна витрата палива

0,221 кг/(кВт*ч)

l. Відхилення

2,79%

де geз=0,215 кг/(кВт*ч)

9. Розрахунок процесу газообміну

увп=, де

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

R=287 Дж/(кг*до) - газова постійна

А3еф=А3mвп=248*0,8=198,4 м2*з - ефективний час перетин продування

увп==0,19

(Рц/РS) расч=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.

увип=, де

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

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

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

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

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

Тц=(Тнп-Та) / [ln(Тнп/Той)]

Тнп - температура газів в циліндрі на початок продування

Тнп = ТВ'(Рнп/Рв')(m-1)/m

Рнп - тиск газів в циліндрі на початок продування

Рнп = Рd=РS=0.216 МПа

Тнп=921(0,216/0,79)(1,3-1)/1,3 =683 До

Тц=(683,5-336)/[ln(683,5/336)]=489 До

увип=

(Рг/Рц) расч=0,92

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

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

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

Рd=, де

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

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

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

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

Рd=МПа

10. Розрахунок систем наддува

1. Оцінка втрат тиску в газовоздушних трактах системи.

хобщ =xфxвоxрxотxn

xa=0.97 - в фільтрах турбокомпрессорах

хво= 0,97 - у воздухоохладителе

хг=0,96 - у випускному трубопроводі до турбіни

хот= 0,97 - у випускному трубопроводі після турбіни

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

хобщ=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 До

3. Вибір КПД турбокомпрессора

hТК=0,60-0,67

4. Міри підвищення тиску повітря рк в компресорі і пониження тиску газів рт в турбіні

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

Рб=0,1013 - барометричний тиск [МПа]

рт = Рт/Рот=хобщрк=0,876*3,56=3,12

5. Визначаємо відносні перепади температур повітря

В компресорі:

Dtк=рк (до-1)/до-1=3,56(1,35-1)/1,35-1=0,3904

В турбіні:

DtТ=16.

Балансний параметр hТК і оцінка достатньої потужності турбіни

hТК РАСЧ =

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

hТК РАСЧ = 0,656

коректування показників ТТ, хобщ не потрібно

7. Адиабатние 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. до.=0,83 - адиабатний КПД компресора

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

ТК=303+=439 До

9. Температура повітря за турбіною

Т0Т=ТТ -

hад. т.=hТ/hТМ =0,82/0,94=0,872 - адиабатний КПД турбіни

hТ=0,82 - КПД турбіни

hТМ=0,94 - механічний КПД турбокомпрессора

сРГ - среднея теплоємність газів [кДж/(кг*До)]

Т0Т=627 -= 482 До

10. Сумарна потужність турбін

SNT=SNK=962 кВт

перевіримо її відносну величину

dТ=0,342

11. Вибір числа і типу турбокомпрессора

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

1. Окружна швидкість на периферії колеса компресора

UК=412 м/з

2. Швидкість потоку

з=сmuК=0,3*412=122,7 м/з,

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 - густина 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 заздалегідь прийнятого складає:

0,71% і не перевищує допустимих 5%

5. Частота обертання ротора турбокомпрессора на розрахунковому режимі

nТ=

В системі імпульсного наддува 6-цилиндрового двигуна типу VASAR32 необхідно мати один турбокомпрессора типу ТК 56.

Обчислювач середнього індикаторного тиску NK-5 являє собою систему управління роботою дизельного двигуна, що надає кривий тиск 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)

Т-17/4- датчика тиску продувочного повітря

GF-1 - магнітного датчика

GH- датчиків поршневих кілець

В систему NK-5 входять також кольоровий інформаційний дисплей для показу і флоппи-диск для зберігання кривих і іншої інформації, пов'язаної з процесом згоряння і уприскування палива в дизельному двигуні.

Наступні дані можуть бути отримані від:

ДАТЧИКА ТИСКУ В ЦИЛІНДРІ, тип GT-20 / GE-11. MIP~ середній індикаторний тиск. Ротах - максимальний тиск згоряння. Рсотр - тиск стиснення

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

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

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

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

ДАТЧИКА ВИМІРЮВАННЯ ОБЕРТАННЯ КОЛІНЧАСТОГО ВАЛА GF-1

RPM- частота обертання / про/міна /. Положення поршня

NK-108DTR, 030990 3 AUTRONICA

На ЕЛТ-екран дисплея можуть бути виведені наступні комбінації кривих/даного:

Крива/дані тиску в циліндрі

Крива/дані тиску уприскування палива

Крива/дані тиску в циліндрі спільно з кривою/даним уприскування палива

Крива/дані тиску в циліндрі спільно з тими, що зберігаються на диску криво/даний тиску в циліндрі

Крива/дані уприскування палива спільно з тими, що зберігаються на диску криво/даний уприскування палива

Криві/дані вимірювань, хрс1Нрщиес; я на диску

Таблиця тиску по циліндрах

Загальний стан двигуна

Імпульси від поршневих кілець

Як правило/ в систему включається принтер даних/кривої з колірним друком, який по запиту копіює представлену на дисплеї інформацію.

І ПАРАМЕТРИ, що ОБЧИСЛЯЮТЬСЯ, що ВИМІРЮЮТЬСЯ І КРИВИЙ ТИСК

Список літератури,

що використовується 1. Возницкий И. В., Сучасні суднові среднеоборотние двигуни, Учбова допомога по спеціальності 2405.

2. Волочков В. А. Расчет робочих процесів суднових дизелів, Москва В/О'МОРТЕХИНФОРЕКЛАМА" 1987

3. Возницкий И. В., Камкин С. В., Шмельов, В. А., Осташенков С. Д. Рабочиє процеси суднових дизелів Транспорт 1979

4. Wartsila-Sulzer ZAS 40/48 instruction manual