Что такое индикаторная мощность судового двигателя

Что такое индикаторная мощность судового двигателя

Главное меню

• Главная
• Паровые машины
• Двигатели внутреннего сгорания
• Электродвигатели
• Автоматическое регулирование двигателей
  • Автоматические регуляторы непрямого действия
  • Автоматические регуляторы прямого действия
  • Автоматическое регулирование
  • Двигатель как регулируемый объект
  • Двухимпульсные автоматические регуляторы
  • Динамические свойства элементов системы двигателя
  • Компоновка регулятора с двигателем
  • Параллельная работа двигателя
  • Переходные процессы в системах авто. регулирования
    • Резонансные явления в системах автоматического регулирования
    • Применение электронных цифровых вычислительных машин для расчета переходных процессов
    • Применение аналоговых вычислительных машин для расчета переходных процессов
    • Аппроксимация статических характеристик элементов систем автоматического регулирования
    • Оценка точности результатов, получаемых при помощи линейных дифференциальных уравнений
    • Построение переходных процессов с помощью обобщенных частотных характеристик
    • Построение переходных процессов в системах автоматического регулирования третьего порядка
    • Диаграммы параметров составляющих переходных процессов в системах автоматического регулирования третьего порядка
    • Параметры составляющих переходных процессов в системах автоматического регулирования третьего порядка
    • Построение переходного процесса по формуле общего интеграла
    • Получение общего интеграла дифференциального уравнения методом преобразования Лапласа
    • Начальные условия при ступенчатом возмущении
    • Преобразование Лапласа
    • Константы интегрирования
    • Определение корней характеристического уравнения
    • Оценка качества путем построения переходных процессов
    • Косвенные методы оценки качества переходных процессов
      • Расположение корней характеристического уравнения
      • Степень устойчивости
      • Интегральные критерии
    • Показатели качества переходных процессов
  • Синтез систем автоматического регулирования
  • Системы автоматического регулирования двигателей
  • Устойчивость систем автоматического регулирования
• Восстановление и ремонт двигателей СМД
• Топливо для двигателей
• Карта сайта

Судовые двигатели

• Судовые двигатели внутреннего сгорания
  • Общие сведения о двигателях внутреннеого сгорания
  • Основные части двигателя
  • Газораспределение в двигателях
  • Топлива и масла для двигателей
  • Смесеобразование и топливная аппаратура в дизелях
  • Система и устройство двигателя
  • Примеры и описания судовых двигателей
  • Идеальные циклы и тепловые процессы в двигателях
  • Мощность и экономичность двигателя
    • Сравнение термических коэффициентов полезного действия различных циклов
    • Общие положения и порядок теплового расчета
    • Выпуск и продувка в двухтактных двигателях
    • Способы повышения мощности дизелей
    • Определение основных размеров цилиндра
    • Тепловой баланс двигателя
    • Характеристики двигателей
    • Удельный расход топлива и к. п. д.
    • Среднее индикаторное давление газа. Индикаторная и эффективная мощность двигателя
    • Пневмообмывающее судовое устройство
    • Индикаторная мощность двухтактного двигателя
    • Эффективная мощность двухтактного двигателя
    • Механический коэффициент полезного действия
    • Индикаторный коэффициент полезного действия двигателя
    • Эффективный коэффициент полезного действия двигателя
    • Удельный расход топлива, поступающий в цилиндр двигателя
    • Уравнение мощности двигателя
    • Тепловая нагрузка стенок цилиндра
    • Температура внутренней поверхности цилиндра
    • Анализ параметров, влияющих на повышение мощности двигателя
    • Наддув в четырехтактных двигателей
    • Наддув двухтактных двигателей
    • Определение основных параметров газотурбонагнетателя
    • Судовые установки со свободнопоршневыми генераторами газа
    • Цикл свободнопоршневого генератора газа
  • Кинематика и динамика двигателя
  • Расчет на прочность основных деталей двигателей
  • Испытания и эксплуатация судовых двигателей
• Судовые паровые турбины
• Судовые газовые турбины
• Судовые дизельные установки

В результате выделяемого тепла при сгорании топлива в цилиндре двигателя рабочее тело (газы) совершает внешнюю ме­ханическую работу, которая называется индикаторной. Индикаторная ра­бота за один цикл будет равна

Индикаторная мощность двухтактного двигателя с противоположно движущимися поршнями (ИДИ) в случае различных ходов поршня будет равна

Индикаторная мощность двухтактного двигателя двойного действия (ДД) при одинаковых p ₁ в обеих полостях цилиндра равна

где p _{i в} — среднее индикаторное давление верхней полости цилиндра и р _ін — то же, нижней полости цилиндра;

Эффективная мощность

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

• Эффективная масса
• Эффективное излучение

Смотреть что такое «Эффективная мощность» в других словарях:

Эффективная мощность — мощность двигателя, непосредственно затрачиваемая на работу (движение). Для определения эффективной мощности необходимо из мощности двигателя вычесть потери, расходуемые на трение в механизмах передачи, а также связанные с эффективностью работы… … Морской словарь

ЭФФЕКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ — мощность двигателя, непосредственно затрачиваемая на работу (движение). Для определения Э. м. необходимо из мощности двигателя вычесть потери, расходуемые на трение в механизмах передачи, а также связанные с эффективностью работы (см.) … Большая политехническая энциклопедия

эффективная мощность — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN actual powereffective power … Справочник технического переводчика

эффективная мощность в л. с. — эффективная мощность в л. с. — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN brake horsepowerBHPeffective horsepowerEHP … Справочник технического переводчика

эффективная мощность — efektyvioji galia statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. effective power vok. Wirkleistung, f rus. действующая мощность, f; эффективная мощность, f pranc. puissance effective, f … Radioelektronikos terminų žodynas

эффективная мощность — efektyvioji galia statusas T sritis Energetika apibrėžtis Mašinos, kurioje šiluminė energija verčiama darbu, veleno atiduodama galia arba kompresoriaus velenui sukti, slegiant dujas, suteikiama galia. atitikmenys: angl. effective power vok.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

ЭФФЕКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ — мощность, снимаемая с вала двигателя и представляющая собой разность между индикаторной мощностью (Ри) н механич. мощностью (Рн), затрачиваемой на преодоление сил трения в двигателе и привод вспомогат. агрегатов, т. е. Рэ = Ри Рм … Большой энциклопедический политехнический словарь

эффективная мощность винта — эффективная мощность Часть мощности винта, расходуемая на продвижение летательного аппарата. [ГОСТ 21664 76] Тематики винты воздушные авиационных двигателей Синонимы эффективная мощность … Справочник технического переводчика

эффективная мощность пласта — Суммарная мощность прослоев коллекторов в пласте. [ГОСТ 22609 77] Тематики геофизические исследования в скважинах Обобщающие термины обработка и интерпретация результатов геофизических исследованийфизические свойства и параметры объектов… … Справочник технического переводчика

эффективная мощность монопольного излучения — efektyvioji vienpolės spinduliuotės galia statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. effective monopole radiation power vok. äquivalente monopole Strahlungsleistung, f rus. эффективная мощность монопольного излучения, f pranc.… … Radioelektronikos terminų žodynas

3.5. Принцип действия двухтактных дизелей

В двухтактных двигателях цикл осуществляется за один оборот коленвала, что соответствует двум тактам. Следует подчеркнуть, что двухтактные двигатели, как правило, являются не тронковыми (описано выше), а крейцкопфными (за исключением бензиновых двухтактных мотоциклетных двигателей). Принципиальная схема устройства и работы двухтактного двигателя показана на рис. 26, а его цикл – на рис. 27.

Из рис. 26 видно, что шток поршня 3 движется строго вертикально и головку поршня делают гораздо меньшей высоты.

На рисунке также показан турбокомпрессор ТК, который приводится в действие газовой турбиной ГТ, работающей на продуктах сгорания, выходящих из двигателя через выхлопные окна. По ходу сжатого в ТК воздуха расположен охладитель воздуха ОВ, который осуществляет промежуточное охлаждение воздуха перед поступлением его в цилиндры. Это позволяет увеличить весовой заряд воздуха в цилиндре, что оказывает благоприятное влияние на все тепловые и газодинамические процессы, из которых складывается рабочий цикл судового дизельного двигателя.

Рассмотрим индикаторную диаграмму двухтактного двигателя (рис. 27). Пусть поршень находится в НМТ – т. 1. В данном случае втулка двигателя имеет окна (прорези) разной высоты – окна меньшей высоты выходят в продувочный ресивер (коллектор), а окна большей высоты сообщены с выхлопным ресивером.

Таким образом, пока верхняя кромка поршня (на рисунке двигатель для удобства построения индикаторной диаграммы показан лежащим) при его движении к ВМТ не закроет все окна, процесс сжатия не начнется. В конце сжатия 3–4 в цилиндр впрыскивается топливо и происходит горение 4–5–6. В конце рабочего хода 6–7 (расширения продуктов сгорания) в т. 7 поршень откроет выхлопные окна и произойдет выхлоп, который начнется процессом 7–8 – свободным выпуском отработавших газов. После открытия продувочных окон (т. 8) будет происходить принудительная продувка цилиндра (8–1–2), которая заканчивается закрытием продувочных окон. В процессе 2–3 в данном случае будет происходить потеря части воздушного заряда цилиндра (1–2 показывает наполнение цилиндра воздухом).

Следует отметить, что параметры состояния рабочего тела в характерных точках индикаторной диаграммы мало отличаются от таковых в четырехтактных двигателях, поэтому нет смысла останавливаться на них подробно.

3.6. Индикаторные показатели работы двс

Показатели работы двигателя подразделяются на индикатор­ные (внутренние), характеризующие совершенство рабочего цикла в цилиндре и учитывающие только тепловые потери в самом цилиндре, и эффективные (внешние), учитывающие по­мимо тепловых и механические потери, которые имеются при передаче энергии расшире­ния газов через поршень и кривошипно-шатунный ме­ханизм на коленчатый вал двигателя

К индикаторным показа­телям двигателя относятся среднее индикаторное дав­ление р_i, индикаторная мощ­ность N_i, индикаторный удельный расход топлива b_i и индикаторный КПД η_i.

В результате осуществле­ния цикла тепловая энергия, выделяющаяся при сгора­нии топлива, с известной степенью совершенства (определяемой индикаторным КПД) превращается в полезную работу, развиваемую газами в цилиндре двигателя и называемую индикаторной работой цикла ℓ_i. При этом давление в цилиндре непрерывно меняется.

Для удобства ведения расчетов и сравнения разных двига­телей переменные по ходу поршня давления можно заменить постоянным (фиктивным) давлением, которое обеспечивает по­лучение той же работы, что и цикл с переменным давлением. Это среднее постоянное давление называется средним индика­торным давлением p_i. Следовательно, под средним индикатор­ным давлением подразумевается условное постоянное давление, действующее на поршень на рабочем ходе и совершающее за один цикл работу, равную индикаторной работе замкнутого цикла.

Графически среднее индии-каторное давление представ­ляет собой высоту прямоугольника, площадь которого равна пло-щади индикаторной диаграммы, а основание – длине диа­граммы (рис. 28). Среднее индикаторное давление позволяет сравнивать любые циклы и двигатели, независимо от способа осуществления рабочих процессов. Чем больше р_i, тем больше мощность двигателя при прочих равных условиях (размерах, частоте вращения и т.д.).

Рис. 28. К определению среднего индикаторного даления

Индикаторной мощностью N_i называется мощность, разви-ваемая продуктами сгорания над поршнем, т.е. такой мощностью обладал бы двигатель, не имеющий поршня, коленвала и остальных деталей группы движения.

Вспомнив, что мощность – это работа в единицу времени, а работа – это сила, умноженная на перемещение, запишем выражение для определения индикаторной мощности ДВС:

, кВт, (6)

где – диаметр цилиндра;

–ход поршня;

–частота вращения в 1/мин.;

i – количество цилиндров;

–сила продуктов сгорания;

–работа продуктов сгорания;

–мощность одного цилиндра;

–коэффициент тактности, равен 1 для двухтактных и ½ для четырехтактных ДВС;

–перевод оборотов в минуту в обороты в секунду;

1000 – перевод Вт в кВт.

Индикаторный коэффициент полезного действия η учитывает все потери теплоты, связанные с работой реального двигателя. При этом следует помнить, что потерю теплоты g₂, связанную с необходимостью выполнения 2-го закона термодинамики, учитывает термический КПД η_і. Таким образом, η_i называется отношение количества теплоты, преобразованной в работу без учета механических потерь (т.е. как будто бы у двигателя, не имеющего деталей группы движения – поршней, штоков, шатунов, коленвала), ко всему количеству подведенной теплоты:

, (7)

где – индикаторный расход топлива на двигатель;

–низшая теплота сгорания топлива;

–удельный (на 1 кВт) индикаторный расход топлива ().

Очевидно, что , и являются расчетными величинами.

Работа и мощность двигателей: среднее индикаторное давление

В процессе расширения, под воздействием расширяющихся газов, поршень перемещается и тепловая (внутренняя) энергия газов преобразуется в механическую работу. Величина этой работы за один цикл определяется произведением силы давления газов на перемещение поршня, равного его ходу. Однако сила давления газов на поршень непостоянна и уменьшается в период перемещения поршня. В процессе сжатия воздуха в цилиндре перемещение поршня связано с затратой механической работы. Величина этой работы равна произведению силы давления воздуха и перемещения поршня. Причем эта сила также непостоянна и увеличивается по мере приближения поршня к мертвой точке.

Полезная механическая работа равна разности работ расширения и сжатия. Эта работа, полученная внутри цилиндра двигателя за один цикл, называется индикаторной работой Ai. При определении Аi используют индикаторную диаграмму, показывающую в масштабе величину давления в цилиндре при любом положении поршня; диаграмму снимают с помощью индикатора давления.

На рис. 15 представлена индикаторная диаграмма двухтактного двигателя. Заштрихованная площадь диаграмммы (в масштабе) как раз и равна индикаторной работе. Индикаторную работу можно определить следующим образом: сначала при помощи планиметра найти площадь диаграммы F мм2 И измерить длину диаграммы l мм; разделив F на l, получим среднюю высоту h мм; площадь прямоугольника высотой h равна площади диаграммы. Так как площади равны, то и величины работ равны. Разделив высоту h на масштаб пружины индикатора m мм2/бар, получим среднее давление на цикл.

Среднее давление в цилиндре за цикл называется средним индикаторным давлением Pi бар (10 5 H/m2):

При подсчете Pi четырехтактного двигателя следовало бы учитывать отрицательную площадь диаграммы, ограниченную кривыми процессов впуска и выпуска (рис. 16). Практически эта отрицательная работа, связанная с насосными потерями, не учитывается, так как величина ее очень мала. У четырехтактного двигателя рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала и среднее индикаторное давление Рi за цикл будет в два раза меньше, чем у подобного ему двухтактного двигателя. Однако для возможности сравнения четырехтактных и двухтактных двигателей при определении Рi четырехтактного двигателя процессами впуска и выпуска пренебрегают. При расчете мощности это обстоятельство учитывается введением в знаменатель формулы коэффициента тактности z = 2. Для двухтактного двигателя z = 1.

Итак, мощность цилиндра двигателя (кВт)

При условии равенства среднего индикаторного давления всех цилиндров мощность двигателя равна (i – число цилиндров)

и обозначив неизменную для конкретно рассматриваемого двигателя величину:

представим мощность выражением

Среднее индикаторное давление и средняя скорость поршня это основные характеристики двигателя. Среднее индикаторное давление является показателем тепловой напряженности двигателя. Средняя скорость поршня характеризует его динамическую напряженность и является основным показателем моторесурса.

Среднее индикаторное давление составляет у дизелей (бар):

• без наддува — Рi = 5÷7
• мощных малооборотных с наддувом — Рi = 8÷12
• среднеоборотных с наддувом Рi = 15÷20
• форсированных с высоким наддувом Рi 22÷28

Средняя скорость поршня у мощных малооборотных дизелей достигает:Сm = 5÷6,8 м/с.

Средняя скорость поршня у среднеоборотных Сm = 8÷10 м/с.

Эффективная мощность двигателя, т.е. мощность, передаваемая потребителю, меньше индикаторной на величину механических потерь, при передаче мощности от цилиндра к фланцу коленчатого вала. Эти потери учитываются механическим коэффициентом полезного действия ɳ м:

Произведение Pi ɳ м = Ре носит название среднего эффективного давления. Учитывая это, эффективную мощность (кВт) двигателя можно выразить формулой: