Расчет системы наддува

Исходные данные

1. Давление наддува Ps=0,41 МПа

2. Температура воздуха в ресивере Тs=325 К

3. Коэффициент продувки jа=1,2

4. Коэффициент избытка воздуха при сгорании a=2,2

5. Давление газов за выпускными органами Рг=3,8 ×105 МПа

6. Коэффициент, учитывающий увеличение расхода газов по сравнению с воздухом на величину расхода топлива b=1,028

7. Барометрическое давление Рб=0,1013МПа

8. Температура воздуха на входе в компрессор Т0=ТМ0=293 К

9. Теоретически необходимое количество воздуха L0’=14,54 кг/кг

10. Низшая теплота сгорания QHр=42711 кДж/кг

11. Относительная потеря тепла с газами qГ=0,45

12. Средняя теплоёмкость: воздуха Ср.в.=1,05 кДж/(кг*К)

газов Ср.г.=1,09 кДж/кг

13. Индикаторная мощность двигателя N i=1740 кВт

14 Число цилиндров i =8

Оценка потерь давления в газовоздушных трактах системы.

xобщ =xфxвоxгxотxn

xф=0,99 – в фильтрах турбокомпрессорах

xво= 0,98 – в воздухоохладителе

xг=0,98 – в выпускном трубопроводе до турбины

xот= 0,99 – в выпускном трубопроводе после турбины

xn=Рг/Рs=0,927 – при продувке цилиндра

xобщ=0,99*0,98*0,98*0,99*0,927=0,872

Температура газов перед турбиной

Тт=Тs+

qГ – относительная потеря тепла с газами

СРГ – средняя теплоемкость газов (кДж/кг)

Тт=314+=773 К

Выбор КПД турбокомпрессора

hТК=0,6375

Вычислим степени повышения давления воздуха pк в компрессоре и pт в турбине

pк =Рк/Р0=РS/(xвоРбxф)=0,41/(0,98 ∙ 0,1013 ∙ 0,99) = 4,172

Рб - барометрическое давление [МПа]

pт = Рт/Рот = xобщpк=0,872×3,14 = 3,638

Определяем относительные перепады температур воздуха в компрессоре и газов в турбине

=pк(к-1)/к-1=4,172(1,4-1)/1,4-1=0,504

=1-

Находим коэффициент импульсности

KE расч. =

Т0 – температура воздуха на входе в компрессор.

KE расч. = = 0,84

Вычисляем адиабатные работы сжатия воздуха в компрессоре НК и расширения газов в турбине НТ

НК= 1005Т0 =1005*293*0,504 = 148410 Дж/кг

НТ=1128ТТ =1128*773*0,309 = 269431 Дж/кг

Вычисляем температуру воздуха за компрессором

ТК=Т0+

hад.к.=0,85 –адиабатный КПД компрессора

ср.в. – средняя теплоемкость воздуха [кДж/(кг*К)]

ТК=293+=459 К

Вычисляем температуру газов за турбиной

Т0Т = ТТ-

hад.т.=hТ/hТМ =0,75/0,97=0,773 – адиабатный КПД турбины

hТ=0,75 – КПД турбины

hТМ=0,97 – механический КПД турбокомпрессора

сРГ – среднея теплоемкость газов [кДж/(кг*К)]

Т0Т=773 - =582 К

Определим секундный массовый расход воздуха через компрессор

Gk = Gs = = = 3,11 кг/с