Тепло, выделяющееся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, не может быть полностью преобразовано в полезную механическую работу. В реальном двигателе потери тепла возрастают из-за трения, теплообмена, неполноты сгорания и других причин. В связи с эти эффективный КПД цикла имеет меньшее значение по сравнению с термическим КПД, который всегда остается меньше единицы вследствие передачи части тепла холодному источнику.
Распределение тепловой энергии топлива, сгорающего в двигателе, наглядно иллюстрируется составляющими внешнего теплового баланса, которые определяются при установившемся тепловом состоянии двигателя в процессе его испытаний. Приближенно составляющие теплового баланса можно найти аналитически по данным теплового расчета двигателя.
Тепловой баланс позволяет определить тепло, превращенное в полезную эффективную работу, т.е. установить степень достигнутого совершенства теплоиспользования и наметить пути уменьшения имевшихся потерь. Знание отдельных составляющих теплового баланса позволяет судить о теплонапряженности деталей двигателя, рассчитать схему охлаждения, выяснить возможность использования теплоты отработавших газов и т.д.
Тепловой баланс двигателя характеризует распределение тепловой энергии сгоревшего топлива. Приближенно, составляющие теплового баланса можно определить аналитически по данным теплового расчета двигателя.
Уравнение теплового баланса:
Qo= Qe + Qг + Qв + Qн.с.+ Qост.
где Qo – теплота, введенная в цилиндры двигателя с топливом при режиме номинальной нагрузки:
Qe – теплота, превращенная в полезную (эффективную) работу
Qг – теплота, потерянная с отработавшими газами,
где ,
– молярные теплоемкости продуктов сгорания и свежего заряда, кДж/(кмоль·град.),
tг , to – температура отработавших газов и свежего заряда, для расчета примем:
кДж/(кмоль·град),
кДж/(кмоль·град);
Qв – теплота, передаваемая охлаждающей среде:
, Дж/с ,
где – коэффициент пропорциональности для 4-х тактных двигателей,
– эмпирический коэффициент, примем m=0,6
– число цилиндров,
Qост – неучтенные потери теплоты:
Представим тепловой баланс в относительных единицах.
Знание абсолютных значений составляющих теплового баланса позволяет осуществить количественную оценку распределения теплоты в двигателе.
Величины отдельных составляющих теплового баланса двигателя не являются постоянными, а изменяются в процессе его работы в зависимости от нагрузки, быстроходности и других факторов.
Характер распределения теплоты, подводимой в цилиндр с топливом, в процессе превращения в полезную эффективную работу наглядно может быть представлен в виде кривых теплового баланса. Графические зависимости строятся на основании определения каждой составляющей в зависимости от частоты вращения, нагрузки, качества смеси и т.д.
Тепловой баланс
Рекомендуем также:
Техническое обслуживание тормозных систем
Перечень выполняемых работ при проведении ЕТО, ТО-1, ТО-2, СТО. Описание регулировочных работ
При контрольном осмотре проверяют отсутствие подтекания тормозной жидкости или утечки воздуха из тормозного привода; на ходу автомобиля контролируют надежность действия тормозов и степень нагрева тормозн ...
Разработка графического плана перехода
1. Графический план - графическое изображение пути судна на карте с необходимыми пояснениями, касающимися режима плавания.
2. Выбор пути судна выполняется на основании анализа условий плавания с учетом осадки судна, его мореходных качеств и эксплуатационных требований, удаления от мест – убежищ и ...
Расчет жидкостного насоса карбюраторного двигателя
По данным теплового баланса количество теплоты отводимой от двигателя жидкостью:
Дж/с,
где с = 0,5 коэффициент пропорциональности, i =4 число цилиндров, D – диаметр цилиндра в см, п – частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1, т = 0,65 показатель степени.
(Дж/с);
средняя теплоемкост ...