Моделирование рабочих процессов в программной среде "Дизель РК"

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Программирование


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

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).

ВЯРТСИЛЯ VASA 8R32D

Частота вращения

об/мин

750

Мощность двигателя

кВт

3000

Мощность двигателя

л.с.

4080

Диаметр цилиндра

мм

320

Ход порвдвд

мм

350

Рабочий объем

дмэ

225,2

Степень сжатия

12: 1

Давление сжатия, макс

бар

100

Давление воспламенения, макс.

бар

140

Давление надувочного воздуха

бар

2. 4

Среднее эффективное давление

бар

21,3

Средняя скорость поршня

м/с

8. 75

Число оборотов при холостом ходе

об/мин

500

Система воздуха горения

Поток воздуха при 100% нагрузке

кг/с

6. 1

Температура окружающего воздуха, макс

°С

45

Температура воздуха после охладителя

°С

40…70

Температура сигнализации после охладителя

°С

75

Система выхлопных газов

Расход выхлопных газов (100% нагрузка)

кг/с

6. 3

Расход выхлопных газов (90% нагрузка)

кг/с

5. 8

Расход выхлопных газов (75% нагрузка)

кг/с

4. 9

Расход выхлопных газов (50% нагрузка)

кг/с

3. 5

Температура выхлопных газов после турбокомпрессора

(100% нaгpузки)

°С

330

(90% нaгpузки)

°С

330

(75% нaгpузки)

°С

330

(50% нaгpузки)

°С

325

Температура сигнализации после цилиндра

°С

500

Рекомендуемое обратное давление выхлопных газов, макс.

бар

0. 03

Диаметр выхлопной трубы, (общий)

мм

600

Диаметр выхлопной трубы (выход)

мм

600

Тепловой баланс

Эффективная мощность

МДж/ч

10 800

Смазочное масло

МДж/ч

1225

Охлаждающая вода, цилиндров

МДж/ч

2420

Надувочный воздух

МДж/ч

3110

Выхлопные газы

МДж/ч

7230

Излучение

МДж/ч

440

Система топливоподачи

Давление до навешенного насоса, ном.

бар

4

Давление до навешенного насоса, макс.

бар

5

Давление до навешенного насоса, мин.

бар

3

Давление до ТНВД

бар

6

Производительность навешенного насоса

м3/ч

1. 9/2. 4

Расход топлива (100% нагрузка)

г/к Вт, ч

188

Расход топлива (75% нагрузка)

г/к Вт, ч

191

Расход топлива (50% нагрузка)

г/к Вт. ч

197

Количество утечного чистого топлива (100% нагрузка)

кг/ч

2. 6

Система смазочного масла

Давление до двигателя, номинальное

бар

4. 0

Давление сигнализации до двигателя

бар

3

Давление остановки до двигателя

бар

2

Давление предварительной смазки, ном.

бар

0. 8

Давление сигнализации для предварительной смазки

бар

0. 5

Температура до двигателя, ном.

°С

63

Температура сигнализации до двигателя

°С

80

Температура после двигателя приблиз.

°С

79

Производительность гл. насоса с приводом от двигателя

м3/ч

73

Производительность гл. насоса, автономного

м3/ч

65

Производительность насоса предв. прокачки

м3/ч

21

Объем масла в мокром картере, ном.

м3

1. 66

Объем масла в отдельном масляном баке

м3

4. 0

Тонкость фильтрации, номинальная

микрон

15

Сигнализация о перепаде дав. в фильтре

бар

1. 5

Расход масла (100% нагр.). прибл.

г/кВт*ч

1. 2

Поток масла через охладитель, макс.

м3/ч

102. 3

Система охлаждающей воды

Система охлаждения воды высокотемпературного контура

Давление до двигателя, номинальное

бар

2. 2+статич.

Давление сигнализации до двигателя

бар

1. 0+статич.

Давление до двигателя, макс.

бар

4. 0

Температура до двигателя, приблиз.

°С

25

Температура после двигателя, ном.

°С

38

Температура сигнализации после двигателя

ч:

25

Температура остановки после двигателя

°С

35

Производительность насоса, ном.

м3/ч

96

Производительность насоса, мин.

м3/ч

89

Перепад давления в двигателе

бар

0. 40

Объем воды в двигателе

м3

0. 51

Давление от расширительного танка

бар

0.7…1. 5

Перепад дав. в центральном охладителе, макс.

бар

0. 6

Соединительный тройник запасного насоса

бар

2. 0

Система охлаждения воды низкотемпературного контура

Давление до двигателя, номинальное

бар

2. 2+статич

Давление сигнализации до двигателя

бар

1. 0+статич

Давление до двигателя, макс.

бар

4. 0

Температура до двигателя, номинальная

°С

25

Температура до двигателя, макс.

°С

38

Температура до двигателя, минимум

°С

25

Температура после двигателя, мин.

°С

35

Производительность насоса, ном.

м3/ч

96

Производительность насоса, мин.

м3/ч

89

Перепал давления в охладителе надувочного воздуха

бар

0. 1

Перепал давления в масляном холодильнике

бар

0. 4

Перепал давления в центральном охладителе, макс.

бар

0. 6

Давление от расширительного танка

бар

0.7…1. 5

Соединительный тройник запасного насоса

бар

2. 0

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 б. Результаты представлены в табличной и графической форме.

Ne

б

ge

Gог

1

3278

2

0,19 885

6,0971

688,24

2

3159,4

2,1

0,19 657

6,0915

663,88

3

3044,4

2,2

0,19 487

6,0885

642,61

4

2935,2

2,3

0,19 348

6,0851

624,37

5

2831,8

2,4

0,19 225

6,0798

608,88

6

2733,3

2,5

0,19 129

6,0753

594,05

7

2639,8

2,6

0,19 063

6,0731

582,13

8

2555

2,7

0,1898

6,0722

569,33

9

2470,6

2,8

0,18 936

6,0678

558,04

10

2391,3

2,9

0,18 895

6,0657

547,78

11

2319

3

0,18 849

6,0633

538,03

ном

3000

0,188

6,3

618

-

2850

0,1786

5,985

587,1

+

3150

0,1974

6,615

648,9

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 Р К.

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

750. 00 — n — Частота вращения коленчатого вала, [1/мин]

2977.7 — Ne — Mощность, [кВт]

21. 157 — Pe — Cреднее эффективное давление, [бар]

37 916. — Me — Крутящий момент, [Нм]

3. 2083 — qc — Цикловая подача топлива, [г]

0. 19 394 — ge — Удельный эффект. расход топлива, [кг/(кBт*ч)]

0. 43 676 — Eta_e — Эффективный KПД

22. 597 — Pi — Cреднее индикаторное давление, [бар]

0. 46 648 — Eta_i — Индикаторный KПД

2. 3635 — Pтр — Давление трения, [бар]

0. 93 629 — Eta_mex — Mеханический KПД

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

1. 0000 — Po_sea — Статическое давление на уровне моря, [бар]

288. 00 — To_sea — Статическая температура на уровне моря, [К]

0. 0000 — Н_ур. мор — Высота над уровнем моря, [км]

0. 0000 — W_полета — Скорость полета, [км/час]

1. 0000 — Po — Стат. давление окруж. среды в текущ. услов. ,[бар]

288. 00 — To — Стат. температ. окруж. среды в текущ. услов. ,[К]

1. 0000 — Ро* - Давление заторм. потока, [бар]

288. 00 — То* - Температура заторможенного потока, [К]

1. 0400 — Pо_т — Статическое давление за турбиной, [бар]

0. 97 000 — Ро_вх* - Давление заторм. потока за фильтром, [бар]

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

3. 4000 — Pк — Давление перед впускным коллектором, [бар]

308. 00 — Tк — Tемпература перед впускным коллектором, [K]

5. 9628 — Gair — Pасход воздуха (+EGR) через цилиндры двиг. ,[кг/с]

0. 0000 — КПД_тк — KПД агрегата наддува

1. 8253 — Pt* - Среднее давление перед турбиной, [бар]

715. 85 — Tt* - Cредняя температура перед турбиной, [K]

6. 0838 — Ggas — Pасход O.Г. через цилиндры двиг., [кг/с]

2. 5267 — Alfa_sum — Kоэфф. избытка воздуха суммарный

0. 92 379 — Pнх — Среднее давление насосных ходов, [бар]

0. 98 553 — Eta_v — Kоэффициент наполнения

0. 312 — Gamma_r — Kоэффициент остаточных газов

1. 1180 — Fi — Kоэффициент продувки

0. 0000 — G_забр.% - % заброса O.Г. во впускной коллектор

0. 28 518 — G_утеч.% - % утечек через поршневые кольца

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

3. 3787 — Ps — Среднее давление во впуск. коллект., [бар]

318. 38 — Ts — Средн. температ. во впуск. коллект., [K]

358. 37 — Tws — Cредняя температура стенки вп. колл., [K]

263. 85 — Alfa_ws — Kоэфф. теплоотдачи во вп. колл., [Bт/(м2*K)]

312. 79 — Alfa_wsc — Kоэфф. теплоотд. в клап. канале, [Bт/(м2*K)]

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

1. 7187 — Pr — Среднее статическое давление O.Г., [бар]

704. 80 — Tr — Cредняя статическая температура O.Г., [K]

177. 13 — Wr — Cредняя скорость газа, [м/с]

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

618. 98 — Twr — Cредняя температура стенки вып. колл., [K]

303. 31 — Alfa_wr — Kоэфф. теплоотдачи в вып. колл., [Bт/(м2*K)]

1133.0 — Alfa_wcr — Kоэфф. теплоотд. в клап. канале, [Bт/(м2*K)]

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

2. 2600 — Alfa — Kоэффициент избытка воздуха при сгорании

161. 27 — Pz — Mаксимальное давление цикла,[бар]

1672.3 — Tz — Mаксимальная температура цикла, [K]

11. 000 — Fi_pz — Угол максимального давления, [град. за BMT. ]

24. 000 — Fi_tz — Угол максимальн. температуры,[град. за BMT. ]

4. 2875 — dP/dFi — Maкс. скор. нарастания давл., [бар/град]

Впрыск: Custom Fuel Injection System

15 663. — P_впр. max- Mакс. давление впрыска, [бар]

13. 285 — d32 — Cредний диаметр капель, [мкм]

20. 000 — Teta_оп — Oпережение впрыска / зажигания,[град. до BMT]

37. 537 — Fi_впр — Продолжительность топливоподачи, [град]

3. 9211 — Fi_задер — Период задержки воспламен. в цилиндре,[град]

0. 544 — Sig_и_здр- Доля топлива, испаривш. за период задержки

77. 000 — Fi_горeн — Продолжительность сгорания, [град.п.к.в. ]

0. 10 000 — H_вмт — Вихревое число (отношение) в КС в ВМТ

0. 5 160 — H_нмт — Вихревое число в цилиндре в начале сжатия

0. 88 771 — W_swirl — Макс. скорость вихря [m/c] в КС на радиусе R= 123

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

1. 0633 — Hartridge- Эмиссия дыма по шкале Хартриджа

0. 11 645 — Bosch — Эмиссия дыма по шкале Бош

0. 2 532 — K, m-1 — Коэфф. абсол. светопоглощения ОГ по ЕЭК,[1/m]

0. 1 793 — PM — Эмиссия твердых частиц [г/(кВт*ч)]

624. 92 — CO2 — Эмиссия диоксида углерода, [г/(кВт*ч)]

1069.8 — NOx, ppm — Концентр. влажных NOx, [1/млн, (ppm)]

7. 3471 — NO, г/кВч — Эмиссия NOx приведен. к NO, [г/(кВт*ч)] (Zeldovich)

1. 1094 — SE — Комплекс суммарной эмиссии NOx и PM

19. 394 — SO2 — Эмиссия SO2, [г/кВтч]

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

3. 6675 — Pa — Давление начала сжатия, [бар]

348. 91 — Ta — Tемпература начала сжатия, [K]

104. 72 — Pc — Давление конца сжатия, [бар]

874. 80 — Tc — Tемпература конца сжатия, [K]

12. 932 — Pb — Давление начала выпуска, [бар]

1032.0 — Tb — Tемпература начала выпуска, [K]

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

934. 64 — T_ср — Средняя эквивалентная температура цикла, [K]

539. 83 — Alfa_w — Cр. коэфф. теплоотд. от газа к стен,[Bт/м2/K]

629. 23 — Tw_поршн — Cредн. температура огневого днища поршня, [K]

413. 00 — Tw_втулк — Cредн. температ. огневой поверхн. втулки,[K]

572. 02 — Tw_крышк — Cредн. температ. огневой поверхн. крышки,[K]

375. 00 — Tw_охл — Cредн. температура со стороны охлаждения

крыш крышки цилиндра, [K]

404. 97 — Tкип. — Температ. кипения в сист. жид. охлаждения,[К]

6421.5 — Alf_w_охл- Cредн. коэфф. теплоотдачи [Bт/(м2*K)] от

стенки крышки цилиндра к охлажд. среде.

15 743. — q_крышки — Тепловой поток в крышку цилиндра, [Дж/с]

13 259. — q_поршня — Тепловой поток в поршень, [Дж/с]

19 923. — q_цилинд — Тепловой поток во втулку цилиндра, [Дж/с]

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

12. 000 — Степ. сжат- Степень сжатия (для ПДП при обоих поршнях в ВМТ)

8. 0000 — i_сопел — Число сопловых отверстий форсунки

0. 40 000 — d_сопел — Диаметр сопловых отверстий форсунки, [мм]

30. 000 — Fi_впр.х — Продолжит. впрыска для зад. хар. впрыска,[град]

0. 0000 — qc_х — Цикл. порц. топл. для заданной хар. впрыска,[г]

59. 000 — Нач. вып — Начало выпуска, [град. до НMT] (ВПуск. вала)

41. 000 — Кон. вып — Конец выпуска, [град. за xMT] (ВПуск. вала)

54. 000 — Нач. впуск- Начало впуска, [град. до xMT] (ВПуск. вала)

31. 000 — Кон. впуск- Конец впуска, [град. за НMT] (ВПуск. вала)

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

1041.7 — N_квд — Mощность компрессора ВД, [кBт]

0. 72 000 — КПД_квд — Адиабатный КПД компрессора ВД

5. 9628 — G_квд — Расход воздуха через компрессор ВД, [кг/с]

104. 32 — Gпр_квд — Расход воздуха приведенный через КВД

6. 0432 — Gcor_квд — Расход воздуха через КВД скорректиров. ,[кг/с]

3. 5361 — П_квд — Степень повышения давления в компрессоре ВД

0. 97 000 — Ро_квд — Полное давление на входе в КВД, [бар]

288. 00 — То_квд — Температура торможения на входе в КВД, [К]

3. 4300 — Рк*"квд — Полное давление за компрессором ВД, [бар]

461. 82 — Тк*"квд — Температура торможения за компрессором ВД,[К]

0. 88 494 — Ecool_вд — Термическая эффективность ОНВ ВД

288. 00 — Tcool_вд — Температура охлаждающего агента в ОНВ ВД,[К]

3. 4000 — Рк*_квд — Давление наддува за КВД, [бар]

308. 00 — Тк*_квд — Температура наддувочного воздуха за КВД,[К]

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

580. 06 — N_твд — Mощность ТВД с учетом мех. КПД, [кBт]

0. 91 500 — КПД_твд — Внутренний КПД турбины ВД

0. 99 000 — КПДм_твд — Механический КПД турбины ВД

6. 0838 — G_твд — Расход газа через ТВД, [кг/с]

89. 175 — Gпр_твд — Расход газа через ТВД приведенный

1. 7551 — П_твд — Степень понижения давления в турбине ВД

14. 106 — В_твд — Относительная работа ТВД

1. 8253 — Рт*_твд — Полное давление перед турбиной ВД, [бар]

715. 85 — Тт*_твд — Температура торможения на входе в ТВД, [К]

1. 0400 — Ро_твд — Противодавление за турбиной ВД, [бар]

630. 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:

Ne=3000 кВт,

n=750 об/мин,

ge=188 г/(кВт*ч).

Выполнил аналитическое согласование по б в программе Microsoft Office Excel на диапазоне значений б = 2…3. Расчеты произвел в программе Дизель Р К. Достигнутая точность полученных параметров двигателя при значении б =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

2. Wartsila Wasa 32: Technology review

3. Wartsila Wasa 46: Technology review

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой