Дәріс. Озғалтқыштың жылулық тепетеңдігі.

Озғалтқыштың жылулық тепетеңдігі.

Жылулық энергетикалық қондырғыда жанармайдың жану жылуын пайдалы жұмысқа айналдыру тиімділігі энергетикалық жылу тепетеңдігінің көмегімен бағаланады. Жанармайдың жануында бөлінген жылу, бөлшектеп қана қозғалтқыштың білігіндегі пайдалы тиімді жұмысқа өтеді. Оның біршама бөлігі өңділген газдармен кетеді, салқындату жүйесіне, қоршаған ортаға және т.б. беріледі, яғни жылу шығындарын құрайды.

Жанармайдың жануында бөлінетін жылуды тиімді жұмысқа және әр жылу шығындарынының түрлеріне бөлуді жылулық тепетеңдік деп атайды.

Сыртқы және ішкі жылулық тепетеңдік болып талданады.

Жанармайдың жануында бөлінетін жылуды қозғалтқыш жұмысының сыртқы көрсеткіштерімен (тиімді қуат, су, май температурасы және т.б.) тәжірибелік анықталатын негізгі құрамаларға бөлуді сыртқы жылулық тепетеңді деп атайды.

Жанармайдың жануында бөлінетін жылуды индикаторлық диаграммадан алынатын қозғалтқыштың индикаторлық көрсеткіштерін (ішкі) білумен байланысты анықталатын негізгі құрамаларға бөлуді ішкі жылулық тепетеңдік деп атайды.

Есептің қорытынды бөлімі есебінде жылулық тепетеңдік құру келесі мақсаттарға арналған:

Бірінші — жылулық шығындар шамасын есептеу. Жылулық шығындарды біле отырып, жаңа технологиялар және жылуды қайта пайдаға асыру принциптерін пайдалану арқылы оларды азайту тәсілдерін белгілеуге болады. Жылулық шығындарды пайдалану нәтижесінде, қозғалтқыштың пайдалы әсер коэффициентінен жоғары пайдалы әсер коэффициентті қондырғылар жасауға болады;

Екінші —жылулық шығындарды білу, қозғалтқыштардың көмекші жүйелерін (су, майлау және басқа жүйелер) жасау және олардың тиімділігін бағалауды жүргізу үшін негіз болып табылады. Мысалға, жылулық тепетеңдіктен турбокомпрессорды есептеу және құрастыру (газ шығырлы және біріккен үрлеуде) үшін қажетті шығатын газдар температурасы анықталады. Сондықтан жылулық тепетеңдікті құрудың тікелей тәжірибелік мәні бар;

Үшінші —таза есептік. Жылулық тепетеңдік құру есептеудің дұрыстығын бақылауға мүмкіндік береді. Жылудың шығыны кіріске тең болуы қажет. Егер тепетеңдік болмаса, бұл есептеудің дұрыс еместігін көрсетеді.

Абсолюттік шамада компрессорден кейін ауаны салқындатуы бар біріктірілген қозғалтқыш үшін сыртқы жылулық тепетеңдік теңдеуі келесі:

алмастыру арқылы

аламыз

Жанармаймен берілген толық (хими­ялық) жылу мөлшері.

мұнда: - тиімді жылу бөліну коэффициенті (жанармайдың толық жануын көрсететін);

- жанармай шығыны, ;

- жанармайдың төменгі жылу шығару қабілеті, .

Ауамен берілетін физикалық жылу мөлшері:

мұнда : - ауа шығыны, ;

- тұрақты қысымда ауаның орташа массалық меншікті жылу сиымдылығы, ;

t_к - компрессорден кейінгі ауа температурасы, К (ауа салқындатқыш алдында).

Цилиндрге жанармаймен берілген физикалық жылу мөлшері,

- жанармай шығыны, ;

с_Т — жанармай орташа массалық меншікті жылу сиымдылығы, ;

t_Т - жанармай температурасы, К .

Берілетін жанармай мөлшерінің аз болуымен және оның температурасының төмендігімен байланысты көрсетілген жылу мөлшерінің абсолюттік шамасы өте аз және жылулық тепетеңдікті анықтауда есепке алынбайды, яғни

Қозғалтқыштың пайдалы жұмысына айналатын жылу мөлшері,

мұнда: 3600 жылулық эквивалент 1 кВт (1кВт = 3600кДж);

– тиімді қуат (кВт) және қозғалтқыш ПӘК.

Салқындатқыш сұйыққа кететін жылу мөлшері,

,

кететін жылудан тұрады:

- салқындатқыш суға

,

- майға

.

Мұнда — судың және майдың шығыны, кг/сағ.;

с_в және с_м — судың және майдың меншікті жылу сиымдылығы, кДж/(кг-°С);

- қозғалтқышқа кіруде және шығудағы судың және майдың температурасы, К.

Салқындатқыш сұйыққа берілетін жылуға, піспек пен піспек сақиналарының төлкеге үйкелісіндегі механикалық шығындары есебінен берілетін және газдардан қабырғаларға берілетін жылудан тұратын цилиндр‑піспек тобының салқындату жылуы кіретінін есепке алу керек. Сонымен бірге мойынтіректердің үйкелісінде бөлінетін жылу салқындатқыш маймен бірге кетеді. Салқындату жүйесіне берілетін жылуға су және май сорғыларының жұмысыда кіреді. Төрт ырғақты дизельдер үшін сорғы жұмысының шығындары да есепке алынады, яғни цилиндрді таз ауа зарядымен толтыруға және цилиндрді газдардан тазартуға жұмсалған жұмыс.

Жылулық тепетеңдік теңдеуінің қалған мүшесі қозғалтқыштың сыртқы қызған беттерінен қоршаған ортаға берілетін жылу шығындарымен бірге басқа шығындарды есепке алады және берілген жалпы жылу мөлшерінің 2-3 % құрайды.

Компрессордан кейін салқындатқышта ауадан алынатын жылу мөлшері,

мұнда: - тұрақты қысымда ауаның орташа массалық меншікті

жылусиымдылығы, ;

t_к, t_к1 — салқындатқышқа дейін және кейінгі ауа температурасы, К.

Өңделген газдармен кететін жылу мөлшері,

мұнда: — ӨГ орташа массалық меншікті жылусиымдылығы, кДж/(кг·К),

t_Т — шығу коллекторындағы ӨГ температурасы (тур­бина алдында), К.