ВКР-Пустовойт (1229861), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Рисунок 2.4 – Работа с графическими результатами расчета
После выбора группы, перечень характеристик, относящийся к этой группе, отображается списком ниже названия группы. Любую характеристику можно «перетащить» левой кнопкой мыши на график(и) справа от списка. Любые сохраненные результаты расчета могут быть открыты в формате txt несмотря на расширение файла. Путь к файлам с результатами расчета оператор выбирает самостоятельно во время сохранения.
-
Настройка программы «Дизель-РК»
-
Цель настройки
-
Нередко полученные результаты не соответствуют характеристикам реально существующего двигателя, исследование которого планирует оператор. Для достоверного исследования необходимо настроить программный комплекс «Дизель-РК», т.е. добиться того, что бы расчетные характеристики настраиваемого ДВС на выбранном режиме совпадали с достоверно известными характеристиками, представленными в литературе или полученными экспериментально на реально существующем ДВС на этом же режиме. Подобная настройка является важнейшим этапом расчета, т.к. из-за некорректно подобранных характеристик ДВС все полученные позднее расчетные данные нельзя будет считать достоверными.
Для сокращения времени на самостоятельную настройку программного комплекса «Дизель-РК», ниже представлен не полный перечень вводимых характеристик, которые, так или иначе, влияют на расчетные параметры рабочего процесса ДВС (таблица 2.1). Изменяя данные параметры, как правило, указанные характеристики будут изменяться. Однако стоит понимать, что тенденции не линейные, а законы изменения характеристик не привязаны жестко к одному или двум параметрам указанным ниже. Поэтому, представленный ниже список не является догмой и оператору все же придется самостоятельно определять параметры, влияющие на ту или иную характеристику, для более тонкой настройки «Дизель-РК».
Таблица 2.1 – Настройка программного комплекса
| Вводимые характеристики * | Тенденции характеристик | Расчетные параметры рабочего процесса | Тенденции параметров рабочего процесса |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Степень повышения давления наддува (наддув – мастер настройки) ** | увеличение | Суммарный коэффициент избытка воздуха | увеличение |
| Константа испарения (топливная аппаратура, камера сгорания – настройка мат. модели) | увеличение | Мощность | увеличение |
| Максимальное давление сгорания | |||
| Угол опережения впрыска/зажигания (режимы работы) | увеличение | Максимальное давление сгорания | увеличение |
Окончание таблицы 2.1
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Продолжительность впрыскивания (топливная аппаратура, камера сгорания – характеристика впрыска) | увеличение | Среднее эффективное давление | снижение |
| Максимальное давление сгорания | |||
| Средняя статистическая температура ОГ | увеличение | ||
| Коэффициент избытка воздуха | |||
| Температура охлаждающего агента в ОНВ (наддув – охладитель надувочного воздуха после компрессора – «настроить») | увеличение | Средняя температура во впускном коллекторе | увеличение |
| Средняя статистическая температура ОГ | |||
| Суммарный коэффициент избытка воздуха | снижение |
Примечания: * В скобках после названия характеристики указан путь, где вводиться данная характеристика в программном комплексе «Дизель-РК».
** После изменений характеристик «наддува» в «мастере настройки» (в том числе изменения степени повышения давления), настройки «турбины», «компрессора», «охладителя наддувочного воздуха после компрессора» и т.д., сбрасываются на рекомендуемые программным комплексом. Поэтому, после изменения характеристик «наддува», необходимо, нажав кнопку «настроить» напротив соответствующего агрегата наддува, заново установить требуемые параметры каждого агрегата.
-
Настройка программного комплекса на работу дизеля 16ЧН26/26 на номинальном режиме
В представленных ниже таблицах 2.2–2.5 приведен перечень параметров, которые использовались для настройки программного комплекса на работу дизеля 16ЧН26/26 на номинальном режиме.
Таблица 2.2 – Мастер создания проекта
| Параметр | Значение |
| Тактность | четырехтактный ДВС |
| Тип рабочего процесса | дизельный |
| Схема комбинированного ДВС | рядный |
| Число цилиндров | 16 |
| Система охлаждения | жидкостная |
| Диаметр цилиндра (мм) | 260 |
| Ход поршня (мм) | 260 |
| Номинальная частота вращения (1/мин) | 1000 |
| Степень сжатия | 12,5 |
| Параметры окружающей среды над уровнем моря: | |
| давление (бар) | 1 |
| температура (К) | 288 |
Окончание таблицы 2.2
| Параметр | Значение |
| Область применения | на суше и на море |
| Степень повышения давления в компрессоре | 2,42 |
| Конструкция головки цилиндра | четырехклапанная |
Таблица 2.3 – Цилиндро-поршневая группа
| Параметр | Значение |
| Диаметр цилиндра (мм) | 260 |
| Ход поршня (мм) | 260 |
| Степень сжатия | 12,5 |
| Число цилиндров ДВС | 16 |
| Номинальная частота вращения вала (1/мин) | 1000 |
| Головка (крышка) цилиндра | |
| Температура головки (крышки) цилиндра | определить путем решения задачи теплопроводности для многослойной стенки |
| Материал крышки цилиндра | чугун |
| Средняя толщина стенки огневой поверхности крышки цилиндра (мм) | 18,2 |
Продолжение таблицы 2.3
| Параметр | Значение | |
| Трение | ||
| Коэффициент А | 0,1 | |
| Коэффициент В | 0,008 | |
| Теплообмен и система охлаждения | ||
| Коэффициент в формуле теплоотдачи Вошни | 110 | |
| Средняя температура верхней части втулки цилиндра (К) | 413 | |
| Система охлаждения | жидкостная | |
| Параметры слоя накипи и литейной корки на охлажд. стенке системы охлаждения: толщина (мм) | 0,5 | |
| коэффициент теплопроводности (Вт/(м∙К)) | 1 | |
| Средняя скорость охлаждающего агента в системе охлаждения двигателя на номинальном режиме (м/с) | 1,5 | |
| Давление жидкости в системе охлаждения (бар) | 3,09 | |
Окончание таблицы 2.3
| Параметр | Значение |
| Температура жидкости в системе охлаждения (К) | 353 |
| Кинематическая схема | |
| Механизм преобразования движения поршня во вращение коленвала | кривошипно-шатунный |
| Длина шатуна: отношение радиуса кривошипа к длине шатуна | 0,31 |
| Поршень, кольца | |
| Способ вычисления средней температуры поршня | по умолчанию |
| Материал поршня (головки поршня) | сталь |
| Эффективная площадь для расчета утечек через кольца (мм2) | 1 |
| Количество колец в зоне I | 3 |
| Количество колец в зоне II | 0 |
Таблица 2.4 – Топливная аппаратура, камера сгорания
| Параметр | Значение |
| Общие параметры | |
| Условная относительная продолжительность впрыска для «нулевой» цикловой подачи | 0,323 |
Продолжение таблицы 2.4
| Параметр | Значение |
| Вихревое число: …задается в КС в конце сжатия | 0,1 |
| Распылитель | |
| Количество форсунок | 1 |
| Диаметр сопловых отверстий (мм) | 0,4 |
| Коэффициент расхода сопел при проливке в атмосферных условиях | 0,7 |
| Количество струй: все струи идентичны | 9 |
| Смещение распылителя относительно оси (мм) | 0 |
| Выступание точки начала струи от днища крышки (мм) | 4,6 |
| Камера в поршне | |
| Способ задания формы | задать размерами |
| Внешний диаметр камеры сгорания (мм) | 192 |
| Дно камеры сгорания | неплоское |
| Глубина камеры сгорания в центре (мм) | 8 |
| Радиус скругления в центре камеры сгорания (мм) | 55 |
| Глубина камеры сгорания по периферии (мм) | 37 |
| Радиус скругления по периферии (мм) | 18 |
| Угол наклона образующей к плоскости поршня (градусы) | 68 |
Продолжение таблицы 2.4
| Параметр | Значение |
| Надпоршневой зазор (мм) | 12 |
| Характеристика впрыска | |
| Цикловая подача, соответствующая введенной характеристике впрыска (г) | 0,975 |
| Способ задания характеристики впрыска | в виде графика |
| Продолжительность впрыска (град. ПКВ) | 32 |
| Эмиссия PM и NOx | |
| Представление эмиссии NOx: единицы измерения эмиссии NOx представление эмиссии NOx | PPM (1/млн) влажные |
| Метод расчета NOx | термический механизм |
| Коэффициент избытка воздуха в зоне ОГ | 0,98 |
| Коэффициент корреляции Alpha_b при общем недостатке воздуха | 1 |
| Комплекс эмиссии вредных веществ: Весовой коэффициент эмиссии твердых частиц Весовой коэффициент эмиссии оксидов азота | 0,5 1 |
| Построчный множитель В в уравнении сажевыделения А m | 1 0,1 |
Продолжение таблицы 2.4
| Параметр | Значение |
| Шкала эмиссии сажи | Шкала Бош |
| Метод расчета эмиссии твердых частиц | Формула Алкидаса |
| Настройка мат. модели | |
| Поправочная функция «y » константа испарения топлива | 53 |
| Продолжительность выгорания паров топлива, образовавшихся за период задержки самовоспламенения (град) | 5 |
| Критерий Нуссельта для диффузии топлива с поверхности поршня из ядра пристеночного потока | 2 |
| Множитель в формул для расчета коэффициента турбулизации заряда в пристеночных зонах в зависимости от интенсивности удлинения газового столба | 3000 |
| Степень эффективного использования воздушного заряда цилиндра: | |
| Абсцисса | 0,23 |
| Ордината | 0,42 |
| Коэффициент в формуле определения среднего диаметра капель | 1,7 |
| Коэффициент в формуле дальнобойности топливного факела | 2,9 |
| Время окончания впрыска до начала сгорания (мс) | 0,3 |
Окончание таблицы 2.4
| Параметр | Значение |
| Удельный недожог топлива | 0,01 |
| Коэффициент уравнения расчета периода догорания крупных капель | 1 |
Таблица 2.5 – Газораспределение
| Параметр | Значение |
| Впускной коллектор | |
| Длина (мм) | 2780 |
| Диаметр (мм) | 397 |
| Периметр поперечного сечения (мм) | 1250 |
| Число цилиндров объединенных общим коллектором | 8 |
| Диаметр трубопровода, подающего воздух во впускной коллектор | 250 |
| Коэффициент потерь Ksi_ni в тракте от охладителя надувочного воздуха до впускного коллектора | 2 |
| Поправочный множитель Cint в уравнениях коэффициентов теплоотдачи во впускном коллекторе и впускном канале | 0,65 |
| Расчет температуры стенки впускного коллектора: | Обычный коллектор |
| А | 0 |
| В | 40 |
Продолжение таблицы 2.5
| Параметр | Значение |
| Выпускной коллектор | |
| Длина (мм) | 2780 |
| Диаметр (мм) | 189 |
| Число цилиндров, объединенных общим коллектором | 8 |
| Поправочный множитель Cexh в формулах расчета коэффициентов теплоотдачи в выпускном коллекторе и впускном канале | 1 |
| Температура среды, охлаждающей коллектор (К) | 353 |
| Коллектор с жидкостным охлаждением: | |
| Толщина стенки жаровой трубы (мм) | 3 |
| Толщина воздушной прослойки между жаровой трубой и коллектором | 8 |
| Коэффициент теплопроводности материала жаровой трубы (Вт/(м∙К)) | 24 |
| Относительная площадь контакта жаровой трубы с выпускным коллектором в местах ее крепления | 0,1 |
| Отношение коэффициента теплоотдачи от жаровой трубы к воздушной прослойке к коэффициенту теплоотдачи в выпускном коллекторе | 0,75 |
| Схема соединения выпускных коллекторов | b |
| Количество коллекторов, соединенных с одной трубой | 1 |
Продолжение таблицы 2.5
| Параметр | Значение |
| Впускные каналы | |
| Конструкция | Разветвленные |
| Число каналов в цилиндр | 2 |
| Длина канала (мм) | 220 |
| Размеры поперечного сечения заходной части канала: Диаметр канала (мм) Периметр поперечного сечения канала (мм) | 85 267 |
| Поправочный множитель Cint.p в формуле расчета коэффициента теплоотдачи во впускном канале | 1,3 |
| Выпускные каналы | |
| Конструкция | Разветвленные |
| Число каналов в цилиндр | 2 |
| Длина канала (мм) | 403 |
| Размеры поперечного сечения выходной части канала: Диаметр канала (мм) Периметр поперечного сечения канала (мм) | 81 253 |
| Максимальная величина приведенной скорости истечения ОГ из цилиндра с учетом потерь | 0,75 |
Окончание таблицы 2.5
| Параметр | Значение |
| Время-сечение впуска | |
| Фазы впуска: Начало (градусы до ВМТ) Окончание (градусы за НМТ) | Задать явно: 54 31 |
| Диаграммы изменения проходного сечения | Задать в виде графика |
| Время-сечение выпуска | |
| Фазы выпуска: Начало (градусы до ВМТ) Окончание (градусы за НМТ) | Задать явно: 59 41 |
| Диаграммы изменения проходного сечения | Задать в виде графика |
Таблица 2.6 – Наддув *
| Параметр | Значение |
| Мастер настройки агрегатов наддува | |
| Тип ДВС | Четырехтактный |
| Схема наддува | Одноступенчаты свободный ТК |
| Степень повышения давления в компрессоре | 2,42 |
| Охладитель надувочного воздуха | да |
| Диаметр цилиндра (мм) | 260 |
Продолжение таблицы 2.6
| Параметр | Значение |
| Ход поршня (мм) | 260 |
| Число цилиндров ДВС | 16 |
| Номинальная частота вращения вала (1/мин) | 1000 |
| Давление перед компрессором (бар) | 0,97 |
| Температура перед компрессором (К) | 288 |
| Противодаление за турбиной (бар) | 1,04 |
| Турбина | |
| Способ расчета турбины | По интегральным параметрам на данном режиме |
| Способ вычисления параметров газа перед турбиной | Вычислить из условий баланса мощности турбины и компрессора |
| Компрессор | |
| Тип компрессора | Центробежный компрессор |
| Способ расчета компрессора | По интегральным параметрам на данном режиме |
| Способ вычисления параметров воздуха после компрессора | Вычислить по степени повышения давления в компрессоре |
| Тип газовой турбины | Осевая |
Окончание таблицы 2.6
| Параметр | Значение |
| Геометрия проточной части: | |
| Расчетный угол выхода потока из соплового аппарата (градусы) | 18 |
| Средний диаметр на выходе из соплового аппарата (мм) | 333 |
| Средний диаметр на выходе из рабочего колеса (мм) | 333 |
| Длина лопатки соплового аппарата (мм) | 58 |
| Механический КПД турбины | 0,983 |
| Охладитель надувочного воздуха после компрессора | |
| Способ расчета ОНВ | Термическая эффективность ОНВ задается константой |
| Температура охлаждающего агента в ОНВ (К) | 325 |
| Термическая эффективность ОНВ | 0,75 |
| Потери давления в ОНВ | 0,05 |
Примечание: * после изменений характеристик «наддува» в «мастере настройки» (в том числе изменения степени повышения давления), настройки «турбины», «компрессора», «охладителя наддувочного воздуха после компрессора» и т.д., сбрасываются на рекомендуемые программным комплексом. Поэтому, после изменения характеристик «наддува», необходимо, нажав кнопку «настроить» напротив соответствующего агрегата наддува, заново установить требуемые параметры каждого агрегата. В разделе «Топливо» выбирается Diesel No. 2 из библиотеки топлив.
-
Результаты расчетного исследования
Целью выполненного расчетного исследования было выявление влияния различных отклонений рабочего процесса тепловозного дизеля Д49 на его экономические и экологические характеристики. Для этого были выполнены расчеты показателей двигателя с различными значениями угла опережения подачи топлива и фаз газораспределения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
