Контрольная работа по "Теплотехнике"

Задача №1

        Определить экономию топлива в процентах ∆В, которую даёт замена восьмицилиндрового четырёхтактного карбюраторного двигателя дизельным, при одинаковой эффективности, если у карбюраторного двигателя эффективное давление Рe =7,0*105Па, рабочий объём цилиндра Vh= =12,3*10-4м3, частота вращения коленчатого вала n = 50об/c, эффективный КПД ηe1 = 0,29, а у дизельного двигателя эффективный КПД ηe2 = 0,38. Низшая теплота сгорания бензина QH1P = 43000 кДж/кг, а дизельного топлива QH2P = 42500 кДж/кг.

Решение:

        Эффективная мощность двигателя:

Ne = Pe*Vл*n/(30*τ),

где     Pe – среднее эффективное давление;

Vл – литраж двигателя;

n – частота вращения вала;

τ – количество тактов двигателя.

Vл= Vh *i,

где     i – число цилиндров двигателя.

        Получаем:

Ne = Pe*Vh*i*n/(30*τ) = 0,7*106*12,3*10-4*8*50*60/(30*4) = 172,2 кВт.

        Удельный эффективный расход топлива:

- карбюраторного двигателя

be1 = 3600/( QH1P* ηe1) = 3600/(43000*0,29) = 0,29кг/кВт*ч;

- дизельного двигателя

be2 = 3600/( QH2P* ηe2) = 3600/(42500*0,38) = 0,22кг/кВт*ч.

        Часовой расход топлива:

- карбюраторного двигателя

ВТ1 = Ne*be1 = 172,2*0,29 = 49,94 кг/ч;

- дизельного двигателя

ВТ2 = Ne*be2 = 172,2*0,22 = 37,89 кг/ч.

        Экономия топлива при замене  карбюраторного двигателя дизельным:

∆ ВТ = [(ВТ1 - ВТ2)/ВТ1]*100% =[(49,94-37,89)/49,94]*100% = 24,13%.

Задача №2

        Определить эффективную мощность и удельный эффективный расход топлива восьмицилиндрового четырёхтактного карбюраторного двигателя, если индикаторная работа газов за цикл Li = 670 кДж, цилиндра D = 0,095 м, ход поршня S = 0,175 м, средняя скорость поршня Сm = 9,5 м/с, механический КПД ηМ = 0,75   и расход топлива В = 9,8*10-3 кг/с.

Решение:

        Индикаторное давление:

Pi = Li/Vh,

где     Li – индикаторная работа газов за цикл:

        Vh - рабочий объём цилиндра.

Vh = Vл/i = π*D2*S/4 = 3,14*0,0952*0,175/4 = 1,23*10-3м3 = 1,23 л.

где     i – число цилиндров двигателя;

Vл – литраж двигателя.

Pi = 670000/1,23 = 0,54*106 Па = 0,54 МПа.

        Среднее эффективное давление:

Ре = ηМ* Pi = 0,75*0,54 = 0,405 МПа.        

Эффективная мощность:

Ne = Pe*Vh*i*n/(30*τ) = Pe*Vh*i*Сm /(30*τ*π*D);

 Ne = 0,405*106*1,23*10-3*8*9,5/(30*4*3,14*0,095) = 1057,53 кВт,