Удельные расходы топлива

Удельным расходом топлива называется отношение часового расхода топлива Gт к мощности двигателя. Различают удельный эффективный расход топлива ge и удельный индикаторный расход топлива gi:

ge = GТ / Ne; gi =GТ / Ni . (№1)

Удельные расходы топлива, определенные в процессе эксплуатации, позволяют судить о техническом состоянии дизеля путем сравнения с паспортными параметрами по расходу топлива.

Зная удельные расходы топлива, несложно определить индикаторный и эффективный КПД; для этого перепишем формулу (ηi = 3600 Ni / GТ Qн,) в виде:

ηi = 3600 Ni / (GТ Qн ) = 3600/ (GТ (Ni)-1 Qн)

С учетом зависимостей (№1) формула примет вид:

ηi = 3600/ (gi Qн), (№2)

Или:

gi = 3600/ (Qн ηi) (№2’)

Аналогично:

ge = 3600/ (Qн η e) (№3)

Как видно из последних формул, удельные расходы топлива обратно пропорциональны КПД и определяются теми же факторами, рассмотренными в предыдущем параграфе.

Для теоретических расчетов экономичности рабочих процессов дизелей используется формула удельного индикаторного расхода топлива, выраженная через коэффициент наполнения ηн. Выведем эту зависимость.
Можно написать, что объемный часовой расход воздуха на двигатель при параметрах Ps, Ts равен:

= Vs ηн (n 60 i) / m, м3/ час (№4)

Необходимый объем воздуха V1 при параметрах Ps, Ts, для сгорания 1 кг топлива с учетом коэффициента избытка воздуха на сгорание а определится зависимостью:

V1 = α L»о , м3/кг , (№5)

где Lo« — теоретически необходимый объем воздуха для сгорания 1 кг топлива.

Часовой расход топлива равен отношению всего расхода воздуха на двигатель к потребному расходу на сжигание на 1 кг топлива:

Gт = Vч / V1 = (Vs ηн n 60 i) / (m α L»o). (№6)

Поскольку индикаторная мощность двигателя равна:

Ni = Pi (Vs ni) / (0,45 m)

то удельный индикаторный расход топлива gi определится равенством:

gi = Gт / Ni = (Vs n ηн 60 i / (m α L»o)) (0,45 m / (Pi Vs n i)) = 27 ηн / (Pi α L»o)

Так как:

o  = L`o / γs =  μв Lo γs 

γ s = RTs / (Ps 104) = 29,3 Ts / (Ps 104)

μв = 28,97  кг/моль,

где Lo теоретически необходимое количество воздуха, моль/кг;

γs — удельный вес воздуха при параметрах Ps, Ts, кг/м3,

то:

o = 28,97 Lo 29,3 Ts / (Ps 104) = Lo Ts / (11,8 Ps).(№7)

Подставив это значение Lo» в формулу для определения gi, окончательно получим:

gi = 318 ηн Ps / (α Lo Pi Ts)    кг/илс-час. (№8)

В последней зависимости приняты размерности величин: Ps кс/см2, TsoK,   Pi кг/см2,
Lo моль/кг.

Если мощность взять в размерности кВт, то формула принимает вид:

gi = 433 ηн Ps / ( α Lo Pi Ts)   кг/кВт-час . (№8)

У современных судовых дизелей удельные расходы топлива находятся в пределах:

gi = 115÷145 г/илс-час
ge = 122÷160 г/элс-час

У высокофорсированных 4-тактных двигателей удельные эффективные расходы топлива достигли 140 г/элс-час и даже ниже. Согласно сообщениям ведущих дизелестроительных фирм, минимальные удельные расходы топлива достигнуты у сверхдлинноходовых дизелей. Они составляют 122-130 г/элс-час.

Август, 08, 2016 493 0
Читайте также