Дизельді қозғалтқыштың жылулық есебі

Мазмұны

 

          Аннотация…………………………………………………………… 4

          Анықтамалар мен қысқартулар……………………………………. 5

Кіріспе……………………………………………………………….      6

1. Дизельді қозғалтқыштардың жылулық есебі……………………..  8

1. Жалпы мәліметтер………………………………………………… 8
2. Жұмыс қоспасының параметрлерін анықтау……………………. 9
3. Енгізу процесінің параметрлерін анықтау………………………. 11
4. Сығу процесінің параметрлерін анықтау………………………... 12
5. Жану процесінің параметрлерін анықтау………………………... 12
6. Ұлғаю және шығару процестерінің параметрлерін анықтау…… 14
7. Жұмысшы циклының инликаторлық параметрлері……………. 14
8. Двигатель мен цилиндрдің негізгі параметрлері……………….. 15
9. Индикаторлық диаграмма тұрғызу………………………………. 16

2. Дизель қозғалтқышының жылулық балансы…………………… 19
3. Дизель қозғалтқышының сыртқы жылдамдық сипаттамасы….. 21
4. Тіршілік қауіпсіздігі……………………………………………… 26

Қорытынды……………………………………………………….. 27

            Пайдаланылған әдебиеттер тизімі ……………………………… 28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация

 

Курстық жобаны орындау барысында жобаланушы қозғалтқыштың негізгі техникалық және экономикалық жұмыс көрсеткіштері анықталды, сонымен қатар іштен жану қозғалтқыштарының жылулық есебі мен жылулық тепе-теңдігі отын мен жұмыс денесінің көрсеткіштері іштен жану қозғалтқыштарының енгізу, сығу, жану, ұлғаю мен шығару процестері қозғалтқыштың индикаторлық тиімділік көрсеткіштері анықталды. Іштен жану қозғалтқыштарының индикаторлық диаграммасымен қозғалтқыштың сыртқы жылдамдық сипаттамасы тұрғызылып салыстырмалы талдау жасалынды. Бұл курстық жұмыстың түсіндірме жазбасы 7 кестеден, 69 өрнектен, 28 беттен тұрады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анықтамалар мен қысқартулар

 

Нормативтік сілтемелер

 

Курстық жобалауда келесі стандарттарға сілтемелер қолданылады:

 

ГОСТ Р52033- 2003	– Пайдаланылған газдармен бірге шығарылатын зиянды заттар шығарылымдары. Техникалық жағдайды бағалау кезіндегі нормалар мен бақылау тәсілдері.
СТ РК 1433- 2005	–  Автомобильдер мен қозғалтқыштар. Зиянды заттар шығарылымдары.

 

Бұл курстық жобада тиісті анықтамалары бар келесі терминдер қолданы-лады:

Автокөлік құралдары (АКҚ) – іштен жану қозғалтқышымен жабдық-талған, жолаушыларды, жүктерді немесе оның үстіне орнатылған қондыр-ғыларды, жалпы пайдаланудағы автомобиль жолдарымен, тасымалдауға арналған, механикалық көлік құралы.

Іштен жану қозғалтқышы  (ІЖҚ)  – жанармай тікелей жұмыс кеңістігінде (мысалы, цилиндрде) жанатын немесе жанып жатқан жанармай жұмыс кеңістігіне өтетін, жылулық қозғалтқыш.

Қалалық ауа ортасы – бұл қалалық ортаның,  жер бетіне жақын орналас-қан және тұрғын үй, өндірістік, оқу, ғылыми-ағарту және сауықтыру кешен-дері орналастырылған, бөлігі.

Жол-көлік құралдарының қозғалысына арнап жабдықталған немесе бейімделген және пайдаланылатын, жер жолағы немесе жасанды құрылыс беті. Жолдың құрамына бір немесе бірнеше жүріс бөліктері, сонымен қатар трамвай жолдары, жаяу жүргіншілерге арналған жолдар, жол жиектері, бөлу жолақтары кіреді.

 

 

Шартты белгілер мен қысқартулар

Rв jи vп. ср с i                                                                   D                   n m Ne ном Vh	– ауаның меншiктi газ тұрақтысы, Дж/кг·град; – диаграмманың толықтық коэффитциенті; – поршеннің жылдамдығы; төрттактілі двигатель үшін пропорция коэффитциенті; – цилиндр саны; – цилиндрлердің диаметрі, см; – двигательдің иінді білігінің айналу жиілігі, айн/мин; – төрт тактілі двигательдер үшін дәреже көрсеткіші.       – номиналды тиісді қуат, кВт; – ІЖҚ есептелінетін айналымдары айн/мин; – цилиндрдің жұмыс көлемі, л;
Ммах	– максималды айналдыру моменті, Нм;

 

АКҚ – автокөлік құралы;

ЖКЖ – жол-көше жүйесі;

ЛЗ – ластаушы заттар;

ЖКО – жол-көлік оқиғасы;

АЛКИ – атомосфераны ластаудың кешенді индексі;

АЛИ – атмосфераның ластану индексі;

ШМШ – шектік-мүмкіндік шығарылым;

ІЖҚ – іштен жану қозғалтқышы;

АЖ – автомобиль жолдары;

ҚТО – қоршаған табиғи орта;

ПГ – пайдаланылған газ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

Шешілетін мәселенің қазіргі күйі. Қала экологиялық тұрғыдан қарағанда, құрамына табиғи және антропогендік жүйелер кіретін және қаланың экологиялығы  солардың ара қатынастарына тәуелді болатын адамдар өмір сүретін күрделі орта болып табылады. Қалалар экологиясы мәселелері Қазақстан үшін өте өзекті мәселе болып табылады.

Автомобиль көлігі ірі қалалардағы сыртқы қоршаған ортаны ластаушы негізгі көз болып есептеледі (80-85%).

Қазақстанда, жол-көше жүйелерінің, соның ішінде инженерлік құрылғы-лардың жиынтығының, сыртқы қоршаның ластану деңгейіне тигізетін әсері толық дәрежеде зерттелмеген.    

Жұмыстың өзектілігі. Осы заманғы қала тұрғындары үшін өмірге қажетті ең басты табиғи және техногендік ресурстар қатарының арасынан экологялық тұрғыдан ең қауіптісі бұл АКҚ болып есептеледі.

Автомобильдер биосфераның барлық құрамдас бөліктері үшін: атмосфера, су және жер ресурстары және адамзат үшін кері әсер етеді. АКҚ ауа құрамындағы оттегіні пайдаланады, оған пайдаланылған газдарды, картерлік газдарды және көмірсутегілерді шығарады. Олардан шыққан зиянды заттар қала көшелерінің бойына таралады да, жаяу жүргіншілерге, жақын маңда орналасқан тұрғын үйлердің тұрғындарына, көше бойларындағы өсімдіктер әлеміне кері әсер етеді. Мұндай жағдайларда автокөлік құралдарының сыртқы қоршаған ортаға тигізетін зиянды әсерін төмендету мәселесі бірінші кезекке қойылады. Бұл мәселе, жалпы алғанда, кешенді мәселе болып табылады және оны шешу үшін бірқатар ғылыми-зерттеу мәселелері мен міндеттері, соның ішінде ең әуелі, автокөлік құралдары тарапынан шығарылатын зиянды заттардың қалыптастырылу мен құралу механизмдерін анықтаумен, олардың қозғалыс жағдайларымен және мұндай шығарылымдардың деңгейін бағалау әдістерін жасаумен байланысты мәселелер шешілуі тиіс.

Осыларға байланысты автокөлік құралдарынан сыртқы қоршаған ортаға шығырылатын зиянды заттарды геоэкологиялық тұрғыдан бағалау мәселесі, табиғатты қорғау және қаланың дамуын жоспарлау мәселелерін шешу кезінде, өзекті мәселе болып есептеледі

 Курстық жобаны орындау қажеттілігін негіздеу. Соңғы жылдары Қазақстанда автокөлік құралдарының саны күрт арту үстінде. Өкінішке орай, бұл процесстер барысында экологиялық нормалар мен талаптар толығымен  сақталмай отырғандығын атап өту керек.

Жұмысты жасау барысында Қазақстан Республикасының заңдары үкімет қаулылары мен өкімдері, мемлекеттераралық стандарттар, Қазақстан Республикасының нормативтік-техникалық құжаттары басшылыққа алынды.

Жаңалықтардың жоспарланып отырған ғылыми-техникалық деңгейі туралы мәліметтер. Қазіргі кезде ғалымдар мен зерттеушілер тарапынан көлік нысандарының сыртқы қоршаған ортаға тигізетін кері әсерлерінің жекелеген көздерінің жіктемесі жасалынған, көлік кешенінің экологиялық қауіпсіздігінің деңгейін басқарудың себептік-салдарлық байланыстары белгіленген. Әртүрлі көлік құралдарынан шығарылатын зиянды заттардың меншікті көлемін бағалаудың әдістемесі жасалынған. Әртүрлі көлік құралдарының экологиялық қауіпсіздіктерінің шамасы және оларға қойылатын экологиялық талаптар белгіленген. Бірақ та, олар әлі де болса, автокөлік құралдарының және жол-көше жүйелерінің қалалардың қоршаған ортасының ауасын ластауға тигізетін әсерлерін сандық және сапалық тұрғыдан бағалауға жеткіліксіз болып отыр. Автокөлік құралдарының қалалардың ЖКЖ инфрақұрылымдарымен бірге қалалардың сыртқы қоршаған ортасының ауасының ластануына тигізетін әсерлерінің өзара байланыстары мен өзара әсерлері мәселелері толығымен зерттелмеген. Аталған жұмыс осы мәселелерді шешуге бағытталған.

 

1 Дизельді қозғалтқыштардың жылулық есебі

 

1.1 Жалпы мәліметтер

 

Төрттактілі дизель жүк автомобильдері үшін арналған есептеулерді жүргіземіз. Қозғалтқыштың номинальді қуаты Nе=170 кВт иінді білігінің айналым жиілігі n=2200 айн/мин кезінде және сығу дәрежесі ε=17.

Қозғалтқыштың техникалық көрсеткіші 1-кестеде көрсетілген.

 

Кесте 1

Қозғалтқыштың техникалық көрсеткіші

 

№  п/п	Көрсеткіштері	Белгіленуі	Шамасы
1	Орналасуы және цилиндр саны	i	V-тәріздес, 8
2	Номинальды қуаты, кВт	Nе	170
3	Айналу жиілігі, айн/мин	n	2200
4	Цилиндр диаметрі, мм	D	124
5	Поршеннің жүрісі, мм	S	124
6	Поршень жүрісінің цилиндр диаметріне қатынасы	S/D	1
7	Цилиндрдің жұмыс көлемі, л	Vh	1.512
8	Сығу дәрежесі	ε	17
9	Максималды айналдыру моменті, Нм	Ммах	871
10	Максималды айналдыру моменті айн/мин кезіндегі иінді біліктің айналу жиілігі	nМ	1550

 

 

Жанармай. ГОСТ Р52033-2003 сәйкес есептелетін қозғалтқышты дизельді жанармай деп қабылдаймыз. Жанармайдың цетандық саны – 45 тен кем емес.

Дизельдің орташа элементарлы құрамы:

С=0,870; Н=0,126; О=0,004.

 

Жанармайдың төменгі жылу шығару қабілеті:

Ни=33,91С+125,60Н-10,89 (О-S) - 2,51 (9Н + W)        (1)

Ни=33,91·0,870 + 125,60·0,126-10,89·0,004-2,51·9·0,126=42,44 МДж/кг = 42440 кДж/кг.

 

1.2 Жұмыс қоспасының параметрлерін анықтау

 

Жанармайдың 1-кг мөлшері жануы үшін қажетті ауаның теориялық мәні:

L0= (С/12+Н/4-О/32) /0,208         (2)

L0= (0,87/12+0,126/4-0,004/32) /0, 208=0,500 кмоль ауа/кг жанармай;

l0= (8С/3+8Н-О) /0,23               (3)

l0= (8·0,87/3+8·0,126-0,004) /0,23=14,452 кг ауа/кг жанармай:

 

Артық ауа коэффициенті. Артық ауа коэффициентінің α төмендеуінен, цилиндрдің өлшемі барынша қысқарады, дизельдің литрлік қуаты артады, осымен бірге қозғалтқыштың жылу кернеулігі артады, әсіресе поршеньдік топтағы бөлшектерде, шығатын газдардың түтіндігі жоғарылайды.

Қазіргі заманғы үрлемесіз дизельдердің үлгелері α=1,4-1,5 кезінде, номиналды режимде, қызып кетпей жақсы жұмыс істейді. Осыған байланысты үрлемесіз дизель үшін α =1,4 деп қабылдауға болады.

Жанармай қоспасының мөлшері:

α =1,4 кезінде

М1= α L0           (4)

М1=1,4·0,5=0,7 кмоль ж. қоспасы/кг жанармай;

 

Жанған газдың жеке компоненттерінің өнімдерінің мөлшері:

=C/12           (5)

=0,87/12=0,0725 кмоль СО2/кг жанармай

=Н/2           (6)

=0,126/2=0,063 кмоль Н2О/кг жанармай

 =0, 208 ( -1) L          (7)

=0, 208· (1,4-1) ·0,5=0,0416 кмоль О /кг жанармай

=0,792αL0           (8)

=0,792·1,4·0,5=0,5544 кмоль N2/кг жанармай;

 

Жану қалдықтарының жалпы мөлшері

= + + +         (9)

=0,0725+0,063+0,0416+0,5544=0,7315 кмоль жану қ./кг жанармай

 

Қоршаған ортаның көрсеткіштері және қалдық газдар

 

Атмосфералық жағдай:

p0=0,1 МПа және Т0=293 К

Қоршаған ортаның қысымы мен температурасы:

үрлемесіз дизель жұмысы кезінде

рk=р0=2,2·0,1=0,22 МПа

Tk= T0 =293К  [1]

 

Қалдық каздардың температурасы мен қысымы. При нгаддуве температурный режим двигателя повышается и увеличивает значения Tr и pr.

Үрлемесіз дизель үшін =17 жоғары көрсеткіші Қалдық каздардың температурасы мен қысымын төмендетеді, ал иінді біліктің айналу жиілігін бірнеше есеге жоғарылатады Тr және∆ pr.

Үрлемесіз дизель үшін қабылдауға болады:

Tr= 750 К, pr =1,05p0 =1,05·0,1=0,105 МПа.  [2]

 

1.3 Енгізу процесінің параметрлерін анықтау

 

Жаңа зарядтарды қыздыру температурасы. Есептелетін двигательдің жану қоспасын жылытатын арнайы құрылғысы жоқ.. Жаңа жанармай қоспасы немесе ауа енгiзу жүйесi бойымен қозғалу барысында қозғалтқыштың ыстық қабырғаларымен жанасып, соның салдарынан олардың температурасы бiршама өседi Үрлемесіз дизель үшін  ∆Т=20C деп қыбыддаймыз

 

Енгiзу кезiндегi зарядтың тығыздығы:

rК=рК106/ (RВTК)                  (10)

rК =0,1·106/ (287·293) = 1,189 кг/м3

мұндағы Rв=287 Дж/кг·град - ауаның меншiктi газ тұрақтысы.