ПЗ ВКР (1233733), страница 9
Текст из файла (страница 9)
- Высота 2500 мм.;
- Масса 12500 кг.
Рисунок 1.17 – Сухой реостат
Принцип работы сухого реостата аналогичен работе тормозных резисторов на тепловозе. Ток, вырабатываемый дизель-генераторной установкой в процессе испытания поступает в блок резисторов, в резисторах ток преобразуется в тепловую энергию, что приводит к нагреванию резистора. Для поддержания резисторов в исправном состоянии они разделены на 4 секции для принудительного охлаждения центробежным вентилятором. Схема подключения дизель–генераторной установки представлена на рисунке 1.18.
Рисунок 1.18 – Схема подключения сухого реостата
2 Предложение по модернизации испытательной станции
Современный специалист в области эксплуатации тепловозов должен знать рабочий процесс дизеля, причины, влияющие на показатели работы двигателя, иметь представление о силах, действующих в кривошипно-шатунном механизме, динамике формирования крутящего момента на валу.
Дизельный двигатель внутреннего сгорания, преобразует внутреннюю химическую энергию жидкого (или газового) топлива в механическую работу. Понимание сложных взаимосвязей всех принципов этого преобразования требует знания принципов действия тепловозных двигателей различных типов, которые могут быть использованы на автономных локомотивах, их конструкции, особенностей рабочих процессов, протекающих в системах двигателей на различных режимах их работы в процессе эксплуатации. Поэтому целесообразно будет внедрить в станции обкатки дизелей (далее СОД), ещё несколько измерительных приборов, которые показаны на рисунке 2.1, а так же их характеристики в таблицах 2.1, 2.2, 2.3, для прохождения тепло-испытательных характеристик, которые помогут в дальнейшем выявлять неисправности дизеля при прохождении локомотива ТО–2 и ТО–3.
Рисунок 2.1 – Измерительные приборы:
а – термопары (преобразователи термоэлектрические); б – расходомер жидкостный;
в – расходомер воздуха
Таблица 2.1 – Технические характеристики термопары
| Номинальная статистическая характеристика (НСХ) | К(ХА) |
| Рабочий диапазон измеряемых температур | -40…+1100 ᵒС |
| Класс допуска датчика | 2 |
| Условное давление | 10мПА |
| Исполнение рабочего спая термопары, относительно корпуса датчика | Изолированный, не изолированный |
| Диаметр термоэлектродной проволоки | 0,7; 1,2; 3,2 |
| Сопротивление изоляции, не менее | 100 мОм |
| Степень защиты по ГОСТ 14254 | IP54 |
| Материал защитной арматуры | сталь ХН45Ю (Tmax до 1100 °С*) керамика МКРц (Tmax до 1100 °С*) |
Таблица 2.2 – Расходомер жидкостный
| Измеряемые среды | Сжиженный газ, жидкости |
| Вязкость среды | До 20 000 мПа∙с |
| Температура среды измерений | -20….+ 250 °С |
| Давление среды | до 6,4 МПа |
| Диаметр трубопровода | От 8 до 400 мм |
| Погрешность измерения | 0,25–0,5% |
| Выходные сигналы | импульсный / 4–20 мА/ RS485 |
| Взрывозащита | 1ExibIIB(T1–T5)X /1ExibIIC(T1–T5)X / 1ExdIIC(T1–T5)X |
| Межповерочный интервал | 1 год |
Таблица 2.3 – Расходомер воздуха
| Измеряемые среды | Газ, воздух |
| Температура среды измерений | От -40°С до + 460°С |
| Присоединение к трубопроводу | Фланцевое, сэндвич |
| Давление среды | до 25 МПа |
| Диаметр трубопровода | От 8 до 400 мм |
| Погрешность измерения | 0,1% |
| Выходные сигналы | импульсный / 4-20 мА/ RS485 |
| Взрывозащита | 1ExibIIB(T1-T5)X /1ExibIIC(T1-T5)X / PBExdI |
| Межповерочный интервал | 4 года |
2.1 Теплоиспытательные характеристики
Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, лишь частично используется для совершения эффективной работы. Значительная часть тепла теряется с выпускными газами, охлаждающей водой и смазочным маслом, вследствие неполноты сгорания и другие.
Внешним тепловым балансом двигателя внутреннего сгорания называется распределение теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в камере сгорания, на отдельные составляющие, включающие как полезно используемые теплоту, так и потери теплоты.
Тепловой баланс можно определить на различных режимах работы двигателя. Это позволяет выяснить, как изменяются тепловые потери при изменении нагрузки и числа оборотов. Тем самым появляется возможность оценить характер изменения экономичности в зависимости от режима работы двигателя.
Во всех случаях тепловой баланс определяется на установившихся режимах работы двигателя, когда с течением времени не изменяются температуры охлаждающей воды, смазочного масла и выпускных газов, нагрузка и частота вращения коленчатого вала.
Для проведения испытаний используется СОД (рисунок 1.1) в условиях УЛРЗ. Пример испытания будет дизель–генератор 1А–9ДГ, представленный на рисунке 2.2. Он состоит из дизеля 1А–5Д49 и генератора ГС–501А.
Для расчета теплового баланса нам потребуются основные параметры самого дизеля 1А–5Д49 представленные в самом расчете.
Рисунок 2.2 – Дизель-генератор 1А-9ДГ
1 – турбокомпрессор; 2 – коллектор выпускной; 3 – вентилятор тягового генератора; 4– регулятор частоты и мощности; 5 – возбудитель тягового генератора; 6 – генератор; 7 – рама поддизельная; 8 – теплообменник масла; 9 – маслянный фильтр грубой очитки; 10 – насос масляный; 11 – насос водяной; 12 – теплообменник воздуха
2.2 Расчет теплового баланса
Расчет теплоты при сгорании топлива производим в программе EXСEL по формуле Менделеева
, (2.1)
где Cp
содержание углерода в топливе, Cp = 87%;
Hp– содержание водорода в топливе, Hp = 12,6%;
Op– содержание кислорода в топливе, Op = 0,4%;
Sp– содержание сера в топливе, Sp = 0%.
Подставив численные значения в формулу (2.1), получим
42427 кДж/кг (100%) (Excel).
Для расчета эффективно используемой теплоты надо рассчитать эффективную мощность Ne, кВт.,
, (2.2)
где Uфi – напряжение в фазе, Uфi = 465 В;
Iфi – ток фазы, Iфi = 4320 А.
Подставив численные значения в формулу (2.2), получим
(Excel).
Далее производим расчет часового расхода топлива, кг/ч
, (2.3)
где Bоп – расход топлива Bоп = 15000 грамм;
τоп – время расхода топлива τоп = 2 минуты.
Подставив численные значения в формулу (2.3), получим
В=450 кг/ч (Excel).
Далее производим расчет эффективного КПД
, (2.4)
где Ne – эффективная мощность, Ne = 2125,71 кВт;
Hu – теплота подведенная с топливом, Hu = 42427 кДж/кг;
В – часовой расход топлива, В = 450 кг/ч.
Подставив численные значения в формулу (2.4), получим
0,401% (Excel).
Находим эффективно используемую теплоту, кДж/кг
, (2.5)
где ηе – эффективный КПД, ηе = 0,401%;
Hu – теплота подведенная с топливом, Hu = 42427 кДж/кг.
Подставив численные значения в формулу (2.5), получим
Qe=17005,71 кДж/кг (40,08191 %) (Excel).
Теплота, унесенная с жидкостью системы охлаждения
Для этого расчета надо рассчитать часовой расход воды, кг/ч
, (2.6)
где Gж – расход воды в системе, Gж = 180 м3/ч;
Ρж – плотность воды, Ρж = 1000 кг/м3.
Подставив численные значения в формулу (2.6), получим
(Excel).
Далее находим расход воды на 1 кг топлива
, (2.7)
где Мж –часовой расход воды, Мж = 180000 кг/ч;
В – часовой расход топлива, В = 450 кг/ч.
Подставив численные значения в формулу (2.7), получим
Находим теплоту, унесенную с жидкостью, кДж/кг
, (2.8)
где mж –расход воды на 1 кг топлива, mж = 400 кг/ч;
t2,1 – температура воды, t2 = 87 ᵒС, t1 = 76 ᵒС.
Подставив численные значения в формулу (2.8), получим
.
Теплота, унесенная с отработанными газами (ОГ)
Для расчета надо найти часовой расход газов
, (2.9)
где Gцикл – расход газа за цикл;
τ – время расхода топлива;
n – частота вращения.
Для часового расчета газов, надо найти расход газа за цикл
, (2.10)
где Gвозд – расход воздуха;
Gтопл – расход топлива.
Для этого надо найти расход воздуха и топлива по формулам (2.11 и 2.12)
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
