РОЗРАХУНКОВО-ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ ЕНЕРГІЇ РОБОЧОГО ТІЛА В СИСТЕМІ ВПУСКУ АВТОМОБІЛЬНОГО ПОРШНЕВОГО ПНЕВМОДВИГУНА З ВИКОРИСТАННЯМ ЕКСЕРГЕТИЧНОГО МЕТОДУ
DOI:
https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2018.43.0.5Ключові слова:
поршневий пневмодвигун, система впуску, енергетичні втрати, ексергія ентальпії, режими максимальної ефективної потужностіАнотація
Розглянуто методику додатка эксергетичного методу термодинамічного аналізу для визначення втрат енергії робочого тіла в системі впуску автомобільного поршневого пневмодвигуна з використанням експериментальних даних його стендових моторних випробувань. Викладено аналіз виконаного ексергетичного розрахунково-експериментального дослідження з оцінки величин енерговтрат у системі впуску двигуна для актуальних режимів його роботи.
Створений на кафедрі ДВЗ ХНАДУ для комбінованої автомобільної силової установки зразок поршневого пневмодвигуна має потребу в удосконалюванні й доводці, особливо вузлів і систем, пов'язаних зі здійсненням робочого процесу. Однією з таких систем є система впуску стисненого повітря. Для пневмодвигуна стиснене повітря є не тільки робочим тілом, але й енергоносієм для його системи впуску. До показників працездатності й ефективності, крім надійності й довговічності ставиться й показник рівня енергетичних втрат.
Об’єктом дослідження є розглянутий пневмодвигун, створений на кафедрі ДВЗ ХНАДУ шляхом конвертації бензинового чотирициліндрового чотиритактного ДВЗ.
Експериментальне дослідження проводилося шляхом лабораторних стендових моторних випробувань пневмодвигуна зі зняттям швидкісних характеристик за умови підтримки незмінних для кожної характеристики двох термодинамічних параметрів стисненого повітря на вході: тиску ps= idem і температури Тs= 293 К. На кожному режимі випробувань реєструвалися всі зовнішні параметри роботи пневмодвигуна й знімалися індикаторні діаграми першого циліндра. Кожна швидкісна характеристика складалася із шести-восьми режимів ps= idem і Тs= 293 К = idem зі зміною частоти обертання колінчастого вала
n, об/хв, від мінімально стійких (близько n=200 об/хв) до максимально можливих n = 1000 ± 50 об/хв.
Слід зазначити, що в порожнині системи впуску відбувається падіння тиску робочого тіла внаслідок незворотних процесів: дроселювання в контрольному отворі, гідравлічних втрат по довжині впускного каналу внаслідок тертя газу об стінки, завихрень й інших газодинамічних явищ. Втрати ексергії ентальпії робочого тіла в системі впуску Dвп = Евп–Енап становлять для тиску на впуску рs=0,5 МПа –13,3 кВт, для тиску на впуску рs = 0,7 МПа – 15,0 кВт для тиску на впуску рs = 0,9 МПа – 16,9 кВт , для тиску на впуску рs =
1,1 МПа – 19,7 кВт.
Посилання
Voronkov, A.I., Nikitchenko, I.N. (2015).Rabochiy protsess avtomobil'nogo pnevmodvigatelya [The burn process of the automobile pneumatic engine]: monografiya. Kh.: KhNADU, 200 [in Russian].
Brodyanskiy V.M., Fratsher V., Mikhalek K.(1988). Eksergeticheskiy metod i ego prilozheniya [Exergy method and its applications] Pod. red. V.M. Brodyanskogo. Moscow: Energoatomizdat, 288 [in Russian].
Kostenko G.N. (1964). Eksergeticheskiy analiz teplovykh protsessov i ustanovok [Exergy analysis of thermal processes and units]. Konspekt lektsiy. Odessa (OPI) [in Russian].
Kotin A.O. (1965). O fizicheskoy sushchnosti ponyatiya eksergiya [On the physical essence of the exergy concept]. Izvestiya vuzov, Energetika, 7, 49-57 [in Russian].
Ber G.D. (1977). Tekhnicheskaya termodinamika: teoreticheskie osnovy i tekhnicheskie prilozheniya [Technical thermodynamics: theoretical fundamentals and technical applications]. Pod red. V.M. Brodyanskogo i G.N. Kostenko. Moscow: Mir. 519 [in Russian].
Andryushchenko A.I. (1955). Voprosy termodinamicheskoy teorii teplofikatsionnykh ustanovok [Issues of thermodynamic theory of heat installations]. Moscow: MEI [in Russian].
Voronkov A.I. Opredelenie poter' eksergii ental'pii rabochego tela v zolotnikovom vozdukhoraspredelitele avtomobil'nogo porshnevogo pnevmodvigatelya [Determination of exergy loss of the operating fluid enthalpy in the spool-type air distributor of the automobile piston pneumatic engine].
Vargaftik N.B. (1972). Spravochnik po teplofizicheskim svoystvam gazov i zhidkostey [Handbook of thermophysical properties of gases and liquids]. Moscow: Energoizdat, 636 [in Russian].
Borisenko K.S. (1958). Pnevmaticheskie dvigateli gornykh mashin [Pneumatic engines of mining machines]. Moscow: Ugletekhizdat, 205 [in Russian].
Alabovskiy A.N., Neduzhiy I. (1990). Tekhnicheskaya termodinamika i teploperedacha [Technical thermodynamics and heat transfer] Kijv: Vishcha shk., 255 [in Russian].
