3. Обработка результатов измерения

Мощность двигателя, кВт, рассчитывается по формуле

N

Мп

9550

_e = ,

Где М - крутящий момент двигателя, М = Q L;

N - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1.

Часовой расход топлива, кг/ч, при использовании весового способа определяется выражением

G

G_оп

t

_m=3,6 ,

где G_on — вес топлива, израсходованного за время опыта, г;

t — время расходования навески топлива, с.

Основное условие работы турбокомпрессора на дизеле - баланс мощностей турбины N_m и компрессора N_к

N_т = N_к .

М

L_адк G_в

ощность компрессора

N

η_к

_к = ,

где L_адк - адиабатическая работа сжатия 1 кг воздуха в компрессоре;

G_в - производительность компрессора, кг/с;

η_к - коэффициент полезного действия компрессора.

Мощность турбины

N_т = L_адт G_г η_т ,

где L_aдm - адиабатическая работа расширения 1 кг газа в турбине;

G_г - расход газа через турбину;

η_т - коэффициент полезного действия турбины.

Адиабатическая работа сжатия в компрессоре (L_адк)

L

k

P_k

k-1

^k-1

^k

P₁

_адк = RT₁ [( ) - 1],

где k - показатель адиабаты сжатия для воздуха, k = 1,4; R - газовая постоянная для воздуха, R = 287 Дж/(кг∙К); T₁ - температура на входе в компрессор, К;

P_k - давление наддува, МПа;

P₁ - давление (атмосферное) на входе в компрессор, МПа.

Адиабатическая работа расширения в турбине, единица,

L

k₁

P₂

k₁-1

^{k1 -1}

^k1

P_т

_адт = RT_т [( ) - 1],

где k₁ - показатель адиабаты для газов, k₁ = 1,35;

R - газовая постоянная для газа, R = 287 Дж/(кг∙К);

Т_т - температура газа перед турбиной, К;

Р₂ - давление за турбиной, МПа;

Р_т - давление перед турбиной, МПа.

К

P_к

оэффициент полезного действия компрессора находится по уравнению

η

Т_кад - Т₁

Т₁

Т_к - Т₁

[(

)

P₁

^{k -1}

^k

- 1]

Т_к - Т₁

,

_к = =

где Т_кад - температура воздуха за компрессором при адиабатическом сжатии;

Т_к - действительная температура воздуха за компрессором.

Расход газа через турбину, кг/с,

G

G_т

3600

_г = G_в + ,

где G_в - расход воздуха,

G_т - расход топлива, кг/ч.

Коэффициент полезного действия турбины

η

N_к

L_адт G_г

_т = .

Расход газа G_в через диафрагму, установленную на входе в ком­прессор дизеля:

G_в = 0,0087 √ ρ₀ ∆h_g ,

где ρ₀ - плотность воздуха перед диафрагмой:

ρ

287 Т₀

13,6 В – h₀

₀ = 9,8 ,

где В - барометрическое давление, мм рт. ст;

h₀ - разрежение перед диафрагмой, мм вод. ст.;

Т₀ - температура воздуха перед диафрагмой, К;

∆h_g - перепад давления в диафрагме, мм вод. ст.

Расход топлива дизеля измеряется весовым способом.

Температура газов перед турбиной измеряется в двух коллекто­рах (°С) с помощью хромель-алюмелевых термопар. При расчете принимается среднее значение температуры

t

t_m^′ – t_m^″

2

_m = .

Абсолютное давление газов перед Р_т и за турбиной Р₂, Па, вычис­ляют по формулам:

P

735

B

_m = ( ∙10⁴ + h_m ) 9,8 ;

P

735

B

₂=( ∙10⁴ + h₂ ) 9,8 ,

где h_m - избыточное давление газов перед турбиной, мм вод. ст., среднее в двух коллекторах;

h₂ - избыточное давление газов за турбиной, мм вод. ст.

Температура воздуха до и после компрессора измеряется жидко­стными стеклянными термометрами, °С.

Абсолютное давление воздуха после компрессора, Р_к

P

B

735

_к= ( ∙10⁴ + h_к ) ∙9,8 ,

где h_к - избыточное давление воздуха после компрессора, мм вод. ст.

Абсолютное давление воздуха перед компрессором, P₁

P

B

735

₁= ( ∙10⁴ + h₁ ) ∙9,8 ,

где h₁ - разрежение перед компрессором, мм вод. ст.

Температура воздуха перед компрессором T₁ может быть приня­та равной температуре воздуха перед диафрагмой T₁ = Т₀.

Измеренные и рассчитанные параметры обработки представля­ют в виде табл. 1.

Таблица 1

Результаты испытаний турбокомпрессора

Параметр	Обозна-чение	Единица параметра	Режим
			1	2	3
Барометрическое (атмосферное) давление	В	мм рт. ст.	735
Температура газов перед диафрагмой	t0	К (°С)	291 (18)
Груз на тормозе	Q	кг	10	30	50
Мощность двигателя	Ne	кВт	11	33	55
Разрежение перед диафрагмой	h0	мм Н2О	20	30	60
Давление воздуха на входе в компрессор: абсолютное	h1	мм Н2О	204
	P1	Па	100
Температура воздуха на входе в компрессор	T1	К	291
Давление воздуха после компрессора: абсолютное	hк	мм Н2О	204
	Pк	кПа	125	140	160
Температура воздуха после компрессора	Tк	К	309	330	339
Плотность воздухаперед диафрагмой	ρ0	кг/м^3	1,17	1,16	1,16
Перепад давления в диафрагме	∆hg	мм Н2О	164	198	255
Производительность компрессора	Gв	кг/с	0,120	0,132	0,149
КПД компрессора	ηк	-	0,82	0,79	0,76
Мощность компрессора и турбины	Nк	Вт	2000	4000	8000
	Nт	Вт	2000	4000	8000
Расход топлива двигателем	Gт	кг/ч	7,8	10,3	15,9
Расход газа через турбину	Gг	кг/с	0,122	0,135	0,153

Окончание таблицы 1

Температура газов перед турбиной	tm′	°С	128	218	308
	tm"	°С	132	222	312
	tm	°С	130	220	310
	Tm	К	403	493	583
Давление газов перед турбиной	hm′	мм Н2О	164	195	255
	hm"	мм Н2О	164	195	255
	hm	мм Н2О	164	195	255
	Pт	кПа	116	119	125
Давление газов за турбиной: -избыточное абсолютное	h2	мм Н2О	270	400	550
	P2	кПа	127	140	155
КПД турбины	ηт	-	0,85	0,86	0,87
Частота вращения ротора ТК	птк	мин^-1	15900	27900	33300