237799
столько раз учителя, ученики и родители
посетили сайт «Инфоурок»
за прошедшие 24 часа
+Добавить материал
и получить бесплатное
свидетельство о публикации
в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации для педагогов

Дистанционные курсы для педагогов - курсы профессиональной переподготовки от 6.900 руб.;
- курсы повышения квалификации от 1.500 руб.
Престижные документы для аттестации

ВЫБРАТЬ КУРС СО СКИДКОЙ 50%

ВНИМАНИЕ: Скидка действует ТОЛЬКО сейчас!

(Лицензия на осуществление образовательной деятельности № 5201 выдана ООО "Инфоурок")

ИнфоурокДругоеКонспектыЛекция на тему "Использование энергии выпускных газов для наддува"

Лекция на тему "Использование энергии выпускных газов для наддува"

библиотека
материалов
Скачать материал целиком можно бесплатно по ссылке внизу страницы.

Использование энергии выпускных газов для наддува

При анализе термодинамического цикла отмечалась возможность повышения его эффективности (увеличения удельной работы цикла) вследствие продолженного расширения рабочего тела в лопаточных машинах. В действительном цикле идея продолженного расширения реализуется путем использования энергии выпускных газов в газотурбокомпрессорах, применяемых для наддува двигателя.

Полная располагаемая энергия выпускных газов Е складывается (рис. 12.1, а, б) из энергии расширения газов:

от давления в цилиндре римп до давления в коллекторе перед турбиной рТсоставляющая Е1

от давления в коллекторе перед турбиной рт до давления атмосферного воздуха рт0составляющая Е2

Составляющая Е1 носит импульсный (пульсирующий) характер и представляет собой пики изменения давления, температуры и скорости газа, возникающие в выпускной системе, перед турбиной в процессе свободного выпуска газов из цилиндра.

Составляющая Е2 имеет более постоянный характер и представляет собой энергию, характеризующуюся относительным постоянством давления pТ = const, температуры; и скорости газов перед турбиной на участке между импульсами (см. рис. 12.1, б) или в течение всего периода выпуска (рис. 12.1, в, г).наддув 001

В газовой турбине могут быть использованы обе составляющие энергии газов, однако степень использования импульсной составляющей зависит от способа подвода газов к турбине, в зависимости от которого газотурбинный наддув подразделяют на импульсный и постоянный.

Импульсный газотурбинный наддув происходит при переменном давлении газов перед турбиной. При импульсном наддуве (см.рис. 12.1, а, б) нужно максимально использовать (импульсную составляющую энергии газов E1. С этой целью:

  1. увеличивают предварение открытия выпускных органов, чтобы отбирать газ из цилиндров при более высоких температурах.

  2. во избежание расширения газов в выпускной системе их подводят к тазовой турбине по коротким патрубкам 2 малого сечения и по возможности турбину 3 приближают к цилиндрам,

  3. чтобы импульсы отдельных цилиндров не накладывались один на другой и не мешали продувке в соседних цилиндрах, выпускную систему двигателя разделяют на несколько самостоятельных трубопроводов, подводящих газ к одной или нескольким турбинам;

  4. к каждой турбине для получения максимального КПД подключают не более трех цилиндров, выпуски которых в соответствии с порядком работы максимально разносят один от другого.

В результате такой организации выпуска в импульсных газовых турбинах двухтактных МОД удалось достигнуть использования 35-45% энергии импульса Е1. В четырехтактном двигателе установка нескольких турбин по экономическим соображениям нецелесообразна, поэтому объемы выпускных трактов относительно велики, что снижает давление импульса и соответственно долю используемой энергии; в четырехтактном среднеоборотном двигателе она составляет (0,2—0,3).

Преимущества импульсной системы наддува:

  1. более полное использование энергии газов, что облегчает задачу балансирования мощностей турбины 3 и компрессора 4 (см. рис. 12.1, а, д);

  2. лучшее снабжение двигателя воздухом при пуске и на режимах малых частот вращения и нагрузок, в связи с чем в двухтактном двигателе с прямоточной схемой газообмена исключается необходимость в использовании дополнительных нагнетателей с независимым приводом

  3. быстрое реагирование турбокомпрессора на изменение режима работы двигателя, что обеспечивает его хорошую приемистость;

  4. лучшая продувка цилиндров благодаря более низкому давлению в выпускных патрубках в период продувки.

Недостатки импульсной системы наддува;

сложность выпускного, тракта;

необходимость установки на больших двигателях нескольких турбин, максимально приближенных к питающим их цилиндрам, поскольку подключение к одной турбине более трех цилиндров и увеличение объема и длины подводящих выпускных патрубков существенно снижают эффективность использования импульсной составляющей энергии газов;

более низкий КПД турбины (по сравнению с турбиной на постоянном давлении ηтп) вследствие непостоянства давления и скорости газов на входе в турбину, перетекания газов из-за наличия раздельного соплового аппарата, больших потерь на вентиляцию и пр.

Сростом давления наддува рк и ре доля импульсной составляющей Е± в общей энергии сокращается, поэтому, учитывая отмеченные недостатки, область использования импульсной системы ограничивается значениями рк = 0,13 - 0,18 МПа.

Постоянный газотурбинный наддув происходит при постоянном давлении газов перед турбиной (см. рис. 12.1, в, ё). Продукты сгорания из всех цилиндров 1 направляются в один общий выпускной коллектор 7, в котором из-за его большого объема давление газа, несмотря на цикличность поступления, выравнивается и поддерживается на постоянном уровне рТ (см. рис. 12.1, г), определяемом количеством поступающего газа, его параметрами и пропускной способностью турбины. Из коллектора газ поступает в одну или две турбины 3 (5 —воздухоохладитель, 6—ресивер). При такой организации выпуска кинетическая энергия Е1 в турбине не используется, часть ее теряется на дросселирование газа в выпускных органах, на его перетекание из цилиндра в коллектор, а часть переходит в потенциальную составляющую; увеличивая ее на ΔЕ2. (площадь rr'е'е—см. рис. 10.1). В итоге при наддуве с постоянным давлением располагаемая энергия Eпгтн =E2+ΔE2.

Постоянство потока газа в турбину, обусловленное pт= const, позволяет получить более высокие значения КПД турбокомпрессора (ηгтк = 66÷72 %), что в свою очередь дало возможность в современных двигателях полностью перейти на газотурбинные наддув, отказавшись от использования подпоршневых полостей качестве дополнительных компрессоров.

Литература

Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 2. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2010.- 382 с. Стр. 114-117.

Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 2. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2008.- 470 с. Стр. 156-160

Возницкий И. В. Судовые дизели и их эксплуатация / И.В.Возницкий, Е.Г.Михеев – М.:Транспорт, 1990. - 360 с Стр. 249-252


Общая информация

Номер материала: ДВ-325021

Вам будут интересны эти курсы:

Курс профессиональной переподготовки «Основы религиозных культур и светской этики: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе»
Курс профессиональной переподготовки «Управление персоналом и оформление трудовых отношений»
Курс повышения квалификации «Интеллектуальная собственность: авторское право, патенты, товарные знаки, бренды»
Курс повышения квалификации «Основы управления проектами в условиях реализации ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Экскурсоведение: основы организации экскурсионной деятельности»
Курс повышения квалификации «Введение в сетевые технологии»
Курс повышения квалификации «Управление финансами: как уйти от банкротства»
Курс повышения квалификации «Этика делового общения»
Курс повышения квалификации «Страхование и актуарные расчеты»
Курс повышения квалификации «Использование активных методов обучения в ВУЗе в условиях реализации ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Управление сервисами информационных технологий»
Курс профессиональной переподготовки «Организация технической поддержки клиентов при установке и эксплуатации информационно-коммуникационных систем»
Курс профессиональной переподготовки «Управление информационной средой на основе инноваций»
Курс профессиональной переподготовки «Политология: взаимодействие с органами государственной власти и управления, негосударственными и международными организациями»

Благодарность за вклад в развитие крупнейшей онлайн-библиотеки методических разработок для учителей

Опубликуйте минимум 3 материала, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную благодарность

Сертификат о создании сайта

Добавьте минимум пять материалов, чтобы получить сертификат о создании сайта

Грамота за использование ИКТ в работе педагога

Опубликуйте минимум 10 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Свидетельство о представлении обобщённого педагогического опыта на Всероссийском уровне

Опубликуйте минимум 15 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данное cвидетельство

Грамота за высокий профессионализм, проявленный в процессе создания и развития собственного учительского сайта в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 20 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Грамота за активное участие в работе над повышением качества образования совместно с проектом "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 25 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Почётная грамота за научно-просветительскую и образовательную деятельность в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 40 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную почётную грамоту

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.