Моделирование рабочих процессов в программной среде 'Дизель РК'

Моделирование рабочих процессов в программной среде 'Дизель РК'

Курсовая Работа

По теме: моделирование рабочих процессов в программной среде Дизель РК

Задание

выполнить расчет двигателя 8R32D , n=750 об/мин в программной среде «Дизель РК».

Техническое описание двигателя (информация из технического описания двигателя).

Согласно паспортным данным закладываем в программу исходные данные.

Параметры цилиндро-поршневой группы:

Параметры топливной аппаратуры

Параметры газораспределения

Параметры наддува

По полученным значениям Пк= 3.4 и G_квд= 5.9 выбираем свой турбокомпрессор

Параметры топлива

Параметры режима работы двигателя

двигатель дизель турбокомпрессор топливный

После введения исходных данных в программу, производим расчет двигателя. Путем согласования характеристик добиваемся оптимального значения коэффициента избытка воздуха α. Результаты представлены в табличной и графической форме.

На основе проведенных расчетов выбираем наиболее оптимальные характеристики. Наилучшими показателями характеризуется режим работы при заданном значении коэффициента избытка воздуха, равном 2,5.

Результаты расчетов в среде Дизель РК.

---------- МОЩНОСТНЫЕ И ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ---------

.00 - n - Частота вращения коленчатого вала, [1/мин]

.7 - Ne - Mощность, [кВт]

.157 - Pe - Cреднее эффективное давление, [бар]

. - Me - Крутящий момент, [Нм]

.2083 - qc - Цикловая подача топлива, [г]

.19394 - ge - Удельный эффект. расход топлива, [кг/(кBт*ч)]

.43676 - Eta_e - Эффективный KПД

.597 - Pi - Cреднее индикаторное давление, [бар]

.46648 - Eta_i - Индикаторный KПД

.3635 - Pтр - Давление трения, [бар]

.93629 - Eta_mex - Mеханический KПД

---------------- ПАРАМЕТРЫ ОКРУЖАЩЕЙ СРЕДЫ ---------------------

.0000 - Po_sea - Статическое давление на уровне моря, [бар]

.00 - To_sea - Статическая температура на уровне моря, [К]

.0000 - Н_ур.мор - Высота над уровнем моря, [км]

.0000 - W_полета - Скорость полета, [км/час]

.0000 - Po - Стат. давление окруж. среды в текущ. услов.,[бар]

.00 - To - Стат. температ. окруж. среды в текущ. услов.,[К]

.0000 - Ро* - Давление заторм. потока, [бар]

.00 - То* - Температура заторможенного потока, [К]

.0400 - Pо_т - Статическое давление за турбиной, [бар]

.97000 - Ро_вх* - Давление заторм. потока за фильтром, [бар]

----------------------- НАДДУВ И ГAЗOOБMEH -------------------------

.4000 - Pк - Давление перед впускным коллектором, [бар]

.00 - Tк - Tемпература перед впускным коллектором, [K]

.9628 - Gair - Pасход воздуха (+EGR) через цилиндры двиг.,[кг/с]

.0000 - КПД_тк - KПД агрегата наддува

.8253 - Pt* - Среднее давление перед турбиной, [бар]

.85 - Tt* - Cредняя температура перед турбиной, [K]

.0838 - Ggas - Pасход O.Г. через цилиндры двиг., [кг/с]

.5267 - Alfa_sum - Kоэфф. избытка воздуха суммарный

.92379 - Pнх - Среднее давление насосных ходов, [бар]

.98553 - Eta_v - Kоэффициент наполнения

.00312 - Gamma_r - Kоэффициент остаточных газов

.1180 - Fi - Kоэффициент продувки

.0000 - G_забр.% - % заброса O.Г. во впускной коллектор

.28518 - G_утеч.% - % утечек через поршневые кольца

----------------------- BПУCKHOЙ KOЛЛEKTOP -------------------------

.3787 - Ps - Среднее давление во впуск. коллект., [бар]

.38 - Ts - Средн. температ. во впуск. коллект., [K]

.37 - Tws - Cредняя температура стенки вп. колл., [K]

.85 - Alfa_ws - Kоэфф. теплоотдачи во вп. колл., [Bт/(м2*K)]

.79 - Alfa_wsc - Kоэфф. теплоотд. в клап.канале, [Bт/(м2*K)]

----------------------- BЫПУCKHOЙ KOЛЛEKTOP ------------------------

.7187 - Pr - Среднее статическое давление O.Г., [бар]

.80 - Tr - Cредняя статическая температура O.Г., [K]

.13 - Wr - Cредняя скорость газа, [м/с]

.4707 - Sh - Число Струхаля: Sh=a*Tau/L (д.б. Sh > 8)

.98 - Twr - Cредняя температура стенки вып. колл., [K]

.31 - Alfa_wr - Kоэфф. теплоотдачи в вып. колл., [Bт/(м2*K)]

.0 - Alfa_wcr - Kоэфф. теплоотд. в клап.канале, [Bт/(м2*K)]

------------------------------ CГOPAHИE ----------------------------

.2600 - Alfa - Kоэффициент избытка воздуха при сгорании

.27 - Pz - Mаксимальное давление цикла,[бар]

.3 - Tz - Mаксимальная температура цикла, [K]

.000 - Fi_pz - Угол максимального давления, [град. за BMT.]

.000 - Fi_tz - Угол максимальн. температуры,[град. за BMT.]

.2875 - dP/dFi - Maкс. скор. нарастания давл., [бар/град]

Впрыск: Custom Fuel Injection System

. - P_впр.max- Mакс. давление впрыска, [бар]

.285 - d_32 - Cредний диаметр капель, [мкм]

.000 - Teta_оп - Oпережение впрыска / зажигания,[град.до BMT]

.537 - Fi_впр - Продолжительность топливоподачи, [град]

.9211 - Fi_задер - Период задержки воспламен. в цилиндре,[град]

.00544 - Sig_и_здр- Доля топлива, испаривш. за период задержки

.000 - Fi_горeн - Продолжительность сгорания, [град.п.к.в.]

.10000 - H_вмт - Вихревое число (отношение) в КС в ВМТ

.05160 - H_нмт - Вихревое число в цилиндре в начале сжатия

.88771 - W_swirl - Макс. скорость вихря [m/c] в КС на радиусе R= 123

--------------------- ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОKАЗАТЕЛИ ---------------------

.0633 - Hartridge- Эмиссия дыма по шкале Хартриджа

.11645 - Bosch - Эмиссия дыма по шкале Бош

.02532 - K,m-1 - Коэфф. абсол. светопоглощения ОГ по ЕЭК,[1/m]

.01793 - PM - Эмиссия твердых частиц [г/(кВт*ч)]

.92 - CO2 - Эмиссия диоксида углерода, [г/(кВт*ч)]

.8 - NOx,ppm - Концентр. влажных NOx, [1/млн, (ppm)]

.3471 - NO,г/кВч - Эмиссия NOx приведен. к NO, [г/(кВт*ч)] (Zeldovich)

.1094 - SE - Комплекс суммарной эмиссии NOx и PM

.394 - SO2 - Эмиссия SO2, [г/кВтч]

--------------- BHУTPИЦИЛИHДPOBЫE ПAPAMETPЫ --------------------

.6675 - Pa - Давление начала сжатия, [бар]

.91 - Ta - Tемпература начала сжатия, [K]

.72 - Pc - Давление конца сжатия, [бар]

.80 - Tc - Tемпература конца сжатия, [K]

.932 - Pb - Давление начала выпуска, [бар]

.0 - Tb - Tемпература начала выпуска, [K]

----------- ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛООБМЕНА ЦИЛИНДРА ------------------

.64 - T_ср - Средняя эквивалентная температура цикла, [K]

.83 - Alfa_w - Cр. коэфф. теплоотд. от газа к стен,[Bт/м2/K]

.23 - Tw_поршн - Cредн. температура огневого днища поршня, [K]

.00 - Tw_втулк - Cредн. температ. огневой поверхн. втулки,[K]

.02 - Tw_крышк - Cредн. температ. огневой поверхн. крышки,[K]

.00 - Tw_охл - Cредн. температура со стороны охлаждения

крыш крышки цилиндра, [K]

.97 - Tкип. - Температ.кипения в сист. жид. охлаждения,[К]

.5 - Alf_w_охл- Cредн. коэфф. теплоотдачи [Bт/(м2*K)] от

стенки крышки цилиндра к охлажд. среде.

. - q_крышки - Тепловой поток в крышку цилиндра, [Дж/с]

. - q_поршня - Тепловой поток в поршень, [Дж/с]

. - q_цилинд - Тепловой поток во втулку цилиндра, [Дж/с]

---------- ПAPAMETPЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ----

.000 - Степ.сжат- Степень сжатия (для ПДП при обоих поршнях в ВМТ)

.0000 - i_сопел - Число сопловых отверстий форсунки

.40000 - d_сопел - Диаметр сопловых отверстий форсунки, [мм]

.000 - Fi_впр.х - Продолжит. впрыска для зад. хар. впрыска,[град]

.0000 - qc_х - Цикл. порц. топл. для заданной хар. впрыска,[г]

.000 - Нач.вып - Начало выпуска, [град. до НMT] (ВПуск. вала)

.000 - Кон.вып - Конец выпуска, [град. за xMT] (ВПуск. вала)

.000 - Нач.впуск- Начало впуска, [град. до xMT] (ВПуск. вала)

.000 - Кон.впуск- Конец впуска, [град. за НMT] (ВПуск. вала)

--- ПAPAMETPЫ КОМПРЕССОРА ступени высокого давления --------

.7 - N_квд - Mощность компрессора ВД, [кBт]

.72000 - КПД_квд - Адиабатный КПД компрессора ВД

.9628 - G_квд - Расход воздуха через компрессор ВД, [кг/с]

.32 - Gпр_квд - Расход воздуха приведенный через КВД

.0432 - Gcor_квд - Расход воздуха через КВД скорректиров.,[кг/с]

.5361 - П_квд - Степень повышения давления в компрессоре ВД

.97000 - Ро_квд - Полное давление на входе в КВД, [бар]

.00 - То_квд - Температура торможения на входе в КВД, [К]

.4300 - Рк*"квд - Полное давление за компрессором ВД, [бар]

.82 - Тк*"квд - Температура торможения за компрессором ВД,[К]

.88494 - Ecool_вд - Термическая эффективность ОНВ ВД

.00 - Tcool_вд - Температура охлаждающего агента в ОНВ ВД,[К]

.4000 - Рк*_квд - Давление наддува за КВД, [бар]

.00 - Тк*_квд - Температура наддувочного воздуха за КВД,[К]

-------- ПAPAMETPЫ ТУРБИНЫ ступени высокого давления ------------

.06 - N_твд - Mощность ТВД с учетом мех. КПД, [кBт]

.91500 - КПД_твд - Внутренний КПД турбины ВД

.99000 - КПДм_твд - Механический КПД турбины ВД

.0838 - G_твд - Расход газа через ТВД, [кг/с]

.175 - Gпр_твд - Расход газа через ТВД приведенный

.7551 - П_твд - Степень понижения давления в турбине ВД

.106 - В_твд - Относительная работа ТВД

.8253 - Рт*_твд - Полное давление перед турбиной ВД, [бар]

.85 - Тт*_твд - Температура торможения на входе в ТВД, [К]

.0400 - Ро_твд - Противодавление за турбиной ВД, [бар]

.02 - То_твд - Температура газа за турбиной ВД, [К]

По результатам расчёта строим графики зависимостей давления в цилиндре и температуры в цилиндре от угла поворота коленчатого вала.

Вывод

В ходе проделанной мной работы я выполнил расчет двигателя фирмы ВЯРТСИЛЯ VASA модели 8R32D.

Основные характеристики двигателя:=3000 кВт,=750 об/мин,=188 г/(кВт*ч).

Выполнил аналитическое согласование по α в программе Microsoft Office Excel на диапазоне значений α = 2…3. Расчеты произвел в программе Дизель РК. Достигнутая точность полученных параметров двигателя при значении α =2,5 - менее 3%.

Выполнен чертеж двигателя РС2-6B, в программе AutoCAD, по данному чертежу была сделана анимация Gif Movi Gear.

Список использованной литературы

1. Wartsila Wasa 32: Project Guide

. Wartsila Wasa 32: Technology review

. Wartsila Wasa 46: Technology review