Warianty pracy agregatu chłodniczego: praca z normalnym przegrzaniem; z niewystarczającym przegrzaniem; poważne przegrzanie.
Praca z normalnym przegrzaniem.
Schemat agregatu chłodniczego
Na przykład czynnik chłodniczy jest dostarczany pod ciśnieniem 18 barów, ciśnienie ssania wynosi 3 bary. Temperatura wrzenia czynnika chłodniczego w parowniku t 0 \u003d -10 ° C, na wylocie parownika temperatura rury z czynnikiem chłodniczym t t \u003d -3 ° C.
Przydatne przegrzanie ∆t \u003d t t - t 0 \u003d -3 - (-10) \u003d 7. Jest to normalna praca agregatu chłodniczego z powietrzny wymiennik ciepła. W parownik freon wyparowuje całkowicie w około 1/10 parownika (bliżej końca parownika), zamieniając się w gaz. Ponadto gaz będzie ogrzewany w temperaturze pokojowej.
Przegrzanie jest niewystarczające.
Temperatura na wylocie będzie na przykład wynosić nie -3, ale -6 ° С. Wtedy przegrzanie wynosi tylko 4 °C. Punkt, w którym ciekły czynnik przestaje wrzeć, zbliża się do wylotu parownika. W ten sposób większość parownika jest wypełniona ciekłym czynnikiem chłodniczym. Może się tak zdarzyć, jeśli termostatyczny zawór rozprężny (TRV) dostarcza więcej freonu do parownika.
Im więcej freonu będzie w parowniku, tym więcej pary powstanie, tym wyższe będzie ciśnienie ssania i wzrośnie temperatura wrzenia freonu (powiedzmy nie -10, ale -5 ° C). Sprężarka zacznie się napełniać ciekłym freonem, ponieważ ciśnienie wzrosło, zwiększył się przepływ czynnika chłodniczego i sprężarka nie ma czasu na wypompowanie wszystkich oparów (jeśli sprężarka nie ma dodatkowej wydajności). Przy tej operacji wydajność chłodzenia wzrośnie, ale sprężarka może ulec awarii.
Poważne przegrzanie.
Jeśli sprawność zaworu rozprężnego jest mniejsza, to do parownika dostanie się mniej freonu i szybciej się wygotuje (temperatura wrzenia zbliży się do wlotu parownika). Cały zawór rozprężny i rury po nim zamarzną i pokryją się lodem, a 70 procent parownika w ogóle nie zamarznie. Para freonu w parowniku nagrzeje się, a ich temperatura może osiągnąć temperaturę w pomieszczeniu, stąd ∆t ˃ 7. W tym przypadku zmniejszy się wydajność chłodnicza układu, zmniejszy się ciśnienie ssania, podgrzana para freonu może uszkodzić stojan sprężarki.
Dochłodzenie kondensatu rozumiane jako spadek temperatury kondensatu w stosunku do temperatury para nasycona wejście do skraplacza. Zauważono powyżej, że wielkość przechłodzenia kondensatu zależy od różnicy temperatur t n -t do .
Dochłodzenie kondensatu prowadzi do zauważalnego spadku sprawności instalacji, ponieważ wraz z dochłodzeniem kondensatu wzrasta ilość ciepła przekazywanego w skraplaczu do wody chłodzącej. Wzrost przechłodzenia kondensatu o 1°C powoduje nadmierne zużycie paliwa w instalacjach bez regeneracyjnego ogrzewania wody zasilającej o 0,5%. Przy ogrzewaniu regeneracyjnym wody zasilającej nadmierne zużycie paliwa w zakładzie jest nieco mniejsze. W nowoczesne instalacje w obecności skraplaczy regeneracyjnych, przechłodzenie kondensatu w normalnych warunkach pracy jednostka kondensacyjna nie przekracza 0,5-1°C. Dochłodzenie kondensatu jest spowodowane następującymi przyczynami:
a) naruszenie gęstości powietrza układu próżniowego i zwiększone ssanie powietrza;
b) wysoki poziom kondensat w skraplaczu;
c) nadmierny przepływ wody chłodzącej przez skraplacz;
d) wady konstrukcyjne kondensatora.
Zwiększenie zawartości powietrza w łaźni parowej
mieszanina prowadzi do wzrostu ciśnienia cząstkowego powietrza i odpowiednio do spadku ciśnienia cząstkowego pary wodnej w stosunku do ciśnienia całkowitego mieszaniny. Dzięki temu temperatura pary wodnej nasyconej, a co za tym idzie temperatura kondensatu, będzie niższa niż przed wzrostem zawartości powietrza. Dlatego jednym z ważnych działań mających na celu zmniejszenie przechłodzenia kondensatu jest zapewnienie dobrej gęstości powietrza w układzie próżniowym turbiny.
Przy znacznym wzroście poziomu kondensatu w skraplaczu może wystąpić zjawisko płukania dolnych rzędów rurek chłodzących kondensatem, w wyniku czego kondensat zostanie przechłodzony. Dlatego należy upewnić się, że poziom kondensatu zawsze znajduje się poniżej dolnego rzędu rurek chłodzących. Najlepsze lekarstwo zapobieganie niedopuszczalnemu wzrostowi poziomu kondensatu to urządzenie do automatycznej jego regulacji w skraplaczu.
Nadmierny przepływ wody przez skraplacz, zwłaszcza przy jego niskiej temperaturze, będzie prowadził do wzrostu podciśnienia w skraplaczu na skutek spadku ciśnienia cząstkowego pary wodnej. Dlatego przepływ wody chłodzącej przez skraplacz należy regulować w zależności od obciążenie parą na skraplaczu i temperaturze wody chłodzącej. Na prawidłowa regulacja Szybkość przepływu wody chłodzącej w skraplaczu będzie utrzymywana przez ekonomiczną próżnię, a dochłodzenie kondensatu nie przekroczy wartości minimalnej dla tego skraplacza.
Dochłodzenie kondensatu może wystąpić z powodu wad konstrukcyjnych skraplacza. W niektórych konstrukcjach skraplaczy w wyniku ścisłego rozmieszczenia rurek chłodzących i ich nieudanego rozbicia wzdłuż dna sitowego powstaje duża oporność pary, sięgająca w niektórych przypadkach 15-18 mm Hg. Sztuka. Duża oporność parowa skraplacza prowadzi do znacznego spadku ciśnienia powyżej poziomu kondensatu. Spadek ciśnienia mieszaniny powyżej poziomu kondensatu następuje na skutek spadku ciśnienia cząstkowego pary wodnej. W ten sposób temperatura kondensatu jest uzyskiwana znacznie poniżej temperatury pary nasyconej wchodzącej do skraplacza. W takich przypadkach, w celu zmniejszenia przechłodzenia kondensatu, konieczne jest wprowadzenie zmian konstrukcyjnych, a mianowicie usunięcie części rur chłodzących w celu uporządkowania korytarzy w wiązce rur i zmniejszenia oporności parowej skraplacza.
Należy pamiętać, że usunięcie części rurek chłodzących i wynikające z tego zmniejszenie powierzchni chłodzącej skraplacza prowadzi do wzrostu obciążenia właściwego skraplacza. Jednak zwiększenie jednostkowego obciążenia parą jest zwykle całkiem do przyjęcia, ponieważ starsze konstrukcje skraplaczy mają stosunkowo niskie jednostkowe obciążenie parą.
Zastanowiliśmy się nad głównymi zagadnieniami eksploatacji urządzeń agregatu skraplającego turbina parowa. Z powyższego wynika, że główną uwagę w pracy agregatu skraplającego należy zwrócić na utrzymanie ekonomicznej próżni w skraplaczu oraz zapewnienie minimalnego przechłodzenia kondensatu. Te dwa parametry mają duży wpływ na sprawność elektrowni turbinowej. W tym celu należy zachować dobrą gęstość powietrza. system próżniowy instalacje turbin, zapewniają normalną pracę urządzeń do usuwania powietrza, pomp obiegowych i kondensatu, utrzymują rury skraplacza w czystości, monitorują gęstość wody w skraplaczu, zapobiegają wzrostowi zasysania wody surowej, zapewniają normalną pracę urządzeń chłodzących. Dostępne w zakładzie przyrządy kontrolno-pomiarowe, automatyczne regulatory, urządzenia sygnalizacyjne i sterujące pozwalają personelowi utrzymania ruchu na monitorowanie stanu urządzeń i trybu pracy zakładu oraz utrzymywanie takich trybów pracy, które zapewniają wysoce ekonomiczną i niezawodną pracę zakładu.
W skraplaczu gazowy czynnik chłodniczy sprężony przez sprężarkę przechodzi w stan ciekły (kondensuje). W zależności od warunków pracy obiegu chłodniczego para czynnika chłodniczego może całkowicie lub częściowo kondensować. Do prawidłowego funkcjonowania obiegu chłodniczego konieczna jest całkowita kondensacja par czynnika chłodniczego w skraplaczu. Proces kondensacji odbywa się w stała temperatura nazywana temperaturą kondensacji.
Dochłodzenie czynnika chłodniczego to różnica między temperaturą skraplania a temperaturą czynnika chłodniczego opuszczającego skraplacz. Dopóki w mieszaninie gazowego i ciekłego czynnika chłodniczego znajduje się co najmniej jedna cząsteczka gazu, temperatura mieszaniny będzie równa temperaturze kondensacji. Dlatego też, jeżeli temperatura mieszaniny na wylocie ze skraplacza jest równa temperaturze kondensacji, to mieszanina czynnika chłodniczego zawiera parę, a jeżeli temperatura czynnika chłodniczego na wylocie ze skraplacza jest niższa niż temperatura kondensacji, to wyraźnie wskazuje, że czynnik chłodniczy całkowicie przeszedł w stan ciekły.
Przegrzanie czynnika chłodniczego to różnica między temperaturą czynnika chłodniczego opuszczającego parownik a temperaturą wrzenia czynnika chłodniczego w parowniku.
Dlaczego konieczne jest przegrzanie par czynnika chłodniczego, który już się wygotował? Chodzi o to, aby zagwarantować, że cały czynnik chłodniczy przejdzie w stan gazowy. Obecność fazy ciekłej w czynniku wpływającym do sprężarki może prowadzić do uderzenia wodnego i uszkodzenia sprężarki. A ponieważ wrzenie czynnika chłodniczego zachodzi w stałej temperaturze, nie możemy powiedzieć, że cały czynnik wygotował się, dopóki jego temperatura nie przekroczy temperatury wrzenia.
W silnikach spalinowych trzeba sobie z tym poradzić drgania skrętne wały. Jeżeli wahania te zagrażają wytrzymałości wału korbowego w zakresie roboczym prędkości wału, stosuje się antywibratory i amortyzatory. Umieszcza się je na wolnym końcu wału korbowego, czyli tam, gdzie występują największe siły skręcające.
wahania.
siły zewnętrzne powodują, że wał korbowy silnika wysokoprężnego wytwarza drgania skrętne
Siły te to ciśnienie gazu i siły bezwładności mechanizmu korbowodowego, pod wpływem których powstaje stale zmieniający się moment obrotowy. Pod wpływem nierównomiernego momentu obrotowego sekcje wału korbowego ulegają deformacji: skręcają się i odwijają. Innymi słowy, w wale korbowym występują drgania skrętne. Złożoną zależność momentu obrotowego od kąta obrotu wału korbowego można przedstawić jako sumę krzywych sinusoidalnych (harmonicznych) o różnych amplitudach i częstotliwościach. Przy określonej częstotliwości obrotu wału korbowego częstotliwość siły zakłócającej, in ta sprawa dowolna składowa momentu obrotowego może zbiegać się z częstotliwością własną wału, tj. wystąpi zjawisko rezonansu, w którym amplitudy drgań skrętnych wału mogą stać się tak duże, że może dojść do zawalenia się wału.
Wyeliminować zjawisko rezonansu w nowoczesnych silnikach wysokoprężnych stosuje się specjalne urządzenia - antywibratory. Jeden z rodzajów takiego urządzenia, antywibrator wahadłowy, stał się powszechny. W momencie, gdy ruch koła zamachowego podczas każdej z jego oscylacji zostanie przyspieszony, obciążenie antywibratora, zgodnie z prawem bezwładności, będzie dążyć do utrzymania jego ruchu na tej samej prędkości, tj. zacznie się opóźniać o pewien kąt od odcinka wału, do którego przymocowany jest antywibrator (pozycja II) . Obciążenie (a raczej jego siła bezwładności) niejako „spowolni” wał. Gdy prędkość kątowa koła zamachowego (wału) podczas tej samej oscylacji zacznie się zmniejszać, obciążenie, zgodnie z prawem bezwładności, będzie miało tendencję do „ciągnięcia” wału wraz z nim (pozycja III),
Tak więc siły bezwładności zawieszonego ładunku podczas każdej oscylacji będą okresowo oddziaływać na wał w kierunku przeciwnym do przyspieszania lub zwalniania wału, zmieniając w ten sposób częstotliwość jego drgań własnych.
Amortyzatory silikonowe. Przepustnica składa się z uszczelnionej obudowy, wewnątrz której umieszczone jest koło zamachowe (masa). Koło zamachowe może się swobodnie obracać względem obudowy zamontowanej na końcu wału korbowego. Przestrzeń pomiędzy obudową a kołem zamachowym wypełniona jest płynem silikonowym o wysokiej lepkości. Gdy wał korbowy obraca się równomiernie, koło zamachowe, ze względu na siły tarcia w płynie, uzyskuje tę samą częstotliwość (prędkość) obrotu, która jest taka sama jak wał. A czy występują drgania skrętne wału korbowego? Następnie ich energia jest przekazywana do obudowy i jest pochłaniana przez lepkie siły tarcia powstające pomiędzy obudową a masą bezwładną koła zamachowego.
Tryby niskich obrotów i obciążeń. Przejście głównych silników w tryby niskiej prędkości, a także przejście silników pomocniczych w tryby niskiego obciążenia wiąże się ze znacznym zmniejszeniem dopływu paliwa do cylindrów i wzrostem nadmiaru powietrza. Jednocześnie obniżają się parametry powietrza pod koniec sprężania. Zmiana pc i Tc jest szczególnie zauważalna w silnikach z doładowaniem turbiny gazowej, ponieważ sprężarka turbiny gazowej praktycznie nie pracuje przy niskich obciążeniach, a silnik automatycznie przełącza się w tryb pracy bez doładowania. Niewielkie porcje spalanego paliwa oraz duży nadmiar powietrza obniżają temperaturę w komorze spalania.
Ze względu na niskie temperatury cyklu proces spalania paliwa przebiega ociężale, powoli, część paliwa nie ma czasu na wypalenie i spływa ściankami cylindra do skrzyni korbowej lub jest odprowadzana wraz ze spalinami do układu wydechowego.
Pogorszeniu spalania paliwa sprzyja również słabe mieszanie paliwa z powietrzem, spowodowane spadkiem ciśnienia wtrysku paliwa wraz ze spadkiem obciążenia i spadkiem prędkości. Nierówny i niestabilny wtrysk paliwa, a także niskie temperatury w cylindrach powodują niestabilną pracę silnika, której często towarzyszą przerwy w zapłonie i zwiększone zadymienie.
Powstawanie węgla przebiega szczególnie intensywnie, gdy w silnikach stosowane są ciężkie paliwa. Podczas pracy przy niskich obciążeniach, ze względu na słabą atomizację i stosunkowo niskie temperatury w cylindrze, krople ciężkiego paliwa nie dopalają się całkowicie. Po podgrzaniu kropelki lekkie frakcje stopniowo odparowują i spalają się, a w jej rdzeniu pozostają tylko ciężkie frakcje wysokowrzące, które opierają się na Aromatyczne węglowodory mając najsilniejsze wiązanie między atomami. Dlatego ich utlenianie prowadzi do powstania produktów pośrednich - asfaltenów i żywic, które są bardzo lepkie i mogą mocno przywierać do powierzchni metalowych.
Powyższe okoliczności powodują, że podczas długotrwałej eksploatacji silników przy niskich prędkościach i obciążeniach dochodzi do intensywnego zanieczyszczenia cylindrów, a zwłaszcza układu wydechowego produktami niepełnego spalania paliwa i oleju. Kanały wydechowe osłon cylindrów roboczych i rur wydechowych pokryte są gęstą warstwą substancji asfaltowo-smołowych i koksu, często zmniejszając ich powierzchnię przepływu o 50-70%. W rurze wydechowej grubość warstwy sadzy sięga 10-20 mm. Osady te, przy zwiększonym obciążeniu silnika, okresowo zapalają się, powodując pożar w układzie wydechowym. Wszystkie oleiste osady wypalają się, a suchy dwutlenek węgla powstały podczas spalania jest wydmuchiwany do atmosfery.
Formuły drugiej zasady termodynamiki.
O istnienie silnik cieplny Potrzebne są 2 źródła - gorące źródło i zimne źródło (środowisko). Jeśli silnik cieplny działa tylko z jednego źródła, nazywa się go perpetuum mobile drugiego rodzaju.
1 receptura (Ostwald):
"Maszyna perpetuum mobile drugiego rodzaju jest niemożliwa."
Perpetuum mobile I rodzaju to silnik cieplny o L>Q1, gdzie Q1 to ciepło dostarczane. Pierwsza zasada termodynamiki „dopuszcza” możliwość stworzenia silnika cieplnego, który całkowicie zamienia dostarczone ciepło Q1 na pracę L, czyli L = Q1. Drugie prawo nakłada bardziej rygorystyczne ograniczenia i mówi, że praca musi być mniejsza niż dostarczone ciepło (L
„Ciepło nie może samoistnie przejść z zimniejszego ciała do gorętszego”.
Do pracy silnika cieplnego potrzebne są 2 źródła - gorące i zimne. Trzecia receptura (Carnot):
„W przypadku różnicy temperatur można wykonać pracę”.
Wszystkie te preparaty są ze sobą powiązane, z jednego preparatu można uzyskać inny.
Wydajność wskaźnika zależy od: stopnia sprężania, współczynnika nadmiaru powietrza, konstrukcji komory spalania, kąta wyprzedzenia, prędkości, czasu wtrysku paliwa, jakości rozpylenia i formowania mieszanki.
Zwiększenie efektywności wskaźnika(poprawiając proces spalania i zmniejszając straty ciepła paliwa w procesach sprężania i rozprężania)
????????????????????????????????????
Nowoczesne silniki charakteryzują się wysokim poziomem napięcia termicznego CPG, ze względu na wymuszony proces ich pracy. Wymaga to technicznie kompetentnej opieki nad układem chłodzenia. Wymagane odprowadzanie ciepła z ogrzewanych powierzchni silnika można osiągnąć albo poprzez zwiększenie różnicy temperatur wody T = T in.out - T in.in, albo poprzez zwiększenie jej zużycia. Większość firm diesla zaleca dla MOD T \u003d 5 - 7 gr.C, dla SOD i WOD t \u003d 10 - 20 gr.S. Ograniczenie różnicy temperatur wody spowodowane jest chęcią utrzymania minimalnych naprężeń temperaturowych cylindrów i tulei na ich wysokości. Intensyfikacja wymiany ciepła odbywa się dzięki dużym prędkościom ruchu wody.
Podczas chłodzenia wodą zaburtową maksymalna temperatura wynosi 50 gr.С. Tylko zamknięte systemy chłodzenia mogą czerpać korzyści z chłodzenia wysokotemperaturowego. Wraz ze wzrostem temperatury-ry cool. wody, zmniejszają się straty tarcia w grupie tłoków i eff. moc i sprawność silnika, wraz ze wzrostem Tv, gradient temperatury na grubości tulei maleje, a także zmniejszają się naprężenia termiczne. Wraz ze spadkiem temperatury-ry fajnie. woda, korozja chemiczna wzrasta z powodu kondensacji na cylindrze kwasu siarkowego, szczególnie podczas spalania paliw siarkowych. Istnieje jednak ograniczenie temperatury wody ze względu na ograniczenie temperatury lustra cylindra (180°C) i jego dalszy wzrost może prowadzić do naruszenia wytrzymałości filmu olejowego, jego zaniku i pojawienia się suchego tarcie. Dlatego większość firm ogranicza temperaturę do 50-60 gr. C i tylko przy spalaniu paliw o wysokiej zawartości siarki dozwolone jest 70 -75 gr. Z.
Współczynnik przenikania ciepła- jednostka oznaczająca przejście strumienia ciepła o mocy 1 W przez element konstrukcji budynku o powierzchni 1 m2 przy różnicy temperatur 1 Kelvin W/(m2K) pomiędzy powietrzem zewnętrznym i wewnętrznym .
Definicja współczynnika przenikania ciepła jest następująca: strata energii na metr kwadratowy powierzchni przy różnicy temperatur między zewnętrzną a wewnętrzną. Ta definicja obejmuje stosunek watów, metrów kwadratowych i kelwinów W/(m2·K).
Do obliczania wymienników ciepła powszechnie stosuje się równanie kinetyczne, które wyraża zależność między strumieniem ciepła Q a powierzchnią wymiany ciepła F, zwaną podstawowe równanie wymiany ciepła: Q = KF∆tсрτ, gdzie К – współczynnik kinetyczny (współczynnik przenikania ciepła charakteryzujący szybkość przenikania ciepła; ∆tср – średnia siła napędowa lub średnia różnica temperatur pomiędzy nośnikami ciepła (średnia różnica temperatur) na powierzchni wymiany ciepła; τ – czas.
Największą trudnością jest kalkulacja współczynnik przenikania ciepła K charakteryzujące szybkość procesu wymiany ciepła obejmującego wszystkie trzy rodzaje wymiany ciepła. Fizyczne znaczenie współczynnika przenikania ciepła wynika z równania (); jego wymiary:
Na ryc. 244 OB = R to promień korby, a AB=L to długość korbowodu. Oznaczmy stosunek L0 = L/ R- nazywamy względną długością korbowodu, dla okrętowych silników wysokoprężnych zawiera się on w przedziale 3,5-4,5.
jednak w teorii KShM STOSUJE SIĘ WARTOŚĆ ODWRÓCONA λ= R / L
Odległość między osią sworznia tłokowego a osią wału podczas obracania go o kąt a
AO \u003d AD + DO \u003d LcosB + Rcosa
Gdy tłok jest w m.t., to odległość ta jest równa L+R.
Dlatego droga przebyta przez tłok, gdy korba jest obracana o kąt a, będzie równa x=L+R-AO.
Poprzez obliczenia matematyczne otrzymujemy wzór na tor tłoka
X = R (1-cosa+1/λ(1-cosB)) (1)
Średnia prędkość tłok Vm wraz z prędkością obrotową jest wskaźnikiem prędkości obrotowej silnika. Wyznacza się ją wzorem Vm = Sn/30, gdzie S jest skokiem tłoka, m; n - prędkość, min-1. Uważa się, że dla MOD vm = 4-6 m/s, dla SOD vm = 6s-9 m/s i dla VOD vm > 9 m/s. Im wyższe vm, tym większe naprężenia dynamiczne w częściach silnika i większe prawdopodobieństwo ich zużycia – przede wszystkim grupy cylinder-tłok (CPG). Obecnie parametr vm osiągnął pewną granicę (15-18,5 m/s), ze względu na wytrzymałość materiałów użytych do budowy silnika, zwłaszcza że dynamiczne napięcie CPG jest proporcjonalne do kwadratu wartości vm. Tak więc przy 3-krotnym wzroście vm naprężenia w częściach wzrosną 9-krotnie, co będzie wymagało odpowiedniego zwiększenia właściwości wytrzymałościowych materiałów użytych do produkcji części CPG.
Średnia prędkość tłoka jest zawsze podana w paszporcie fabrycznym (certyfikacie) silnika.
Rzeczywistą prędkość tłoka, tj. jego prędkość w danym momencie (w m / s), definiuje się jako pierwszą pochodną toru względem czasu. Podstaw we wzorze (2) a= ω t, gdzie ω to częstotliwość obrotu wału w rad/s, t to czas w sek. Po przekształceniach matematycznych otrzymujemy wzór prędkości tłoka:
C=Rω(sina+0,5λsin2a) (3)
gdzie R jest promieniem korby vm\
ω - częstotliwość kątowa obrotu wału korbowego w rad / s;
a - kąt obrotu wału korbowego vgrad;
λ= stosunek R / L promienia korby do długości korbowodu;
Współ-obwodowa prędkość środka, szyjka korby vm/s;
L - długość korbowodu vm.
Przy nieskończonej długości korbowodu (L=∞ i λ =0) prędkość tłoka wynosi
Różniczkując wzór (1) w podobny sposób otrzymujemy
C \u003d Rω sin (a + B) / cosB (4)
Wartości funkcji sin(a + B) pobierane są z tabel podanych w podręcznikach i podręcznikach, w zależności od ta i λ.
Oczywiście maksymalna wartość prędkości tłoka przy L=∞ będzie przy a=90° i a=270°:
Cmax= Rω sin a.. Skoro Co= πRn/30 i Cm=Sn/30=2Rn/30=Rn/15 to
Co/Cm= πRn15/Rn30=π/2=1,57 skąd Co=1,57 Cm
Dlatego maksymalna prędkość tłoka będzie równa. Cmax = 1,57 art.
Reprezentujemy równanie prędkości w postaci
С = Rωsin a +1/2λ Rωsin2a.
Graficznie oba terminy po prawej stronie tego równania zostaną pokazane jako sinusoidy. Pierwszy składnik Rωsin a , reprezentujący prędkość tłoka na nieskończonej długości korbowodu, będzie reprezentowany przez sinusoidę pierwszego rzędu, a drugi składnik 1/2λ Rωsin2a - poprawka na wpływ skończonej długości korbowodu - sinusoida drugiego rzędu.
konstruując wskazane sinusoidy i dodając je algebraicznie otrzymujemy wykres prędkości uwzględniający pośredni wpływ korbowodu.
Na ryc. 247 są pokazane: 1 - krzywa Rωsin a,
2 - krzywa 1/2λ Rωsin2a
3 - krzywa C.
Pod właściwościami eksploatacyjnymi rozumiemy obiektywne cechy paliwa, które pojawiają się w procesie użytkowania go w silniku lub jednostce. Proces spalania jest najważniejszy i determinuje jego właściwości eksploatacyjne. Proces spalania paliwa poprzedzony jest oczywiście procesami jego parowania, zapłonu i wieloma innymi. Istotą głównych właściwości eksploatacyjnych paliw jest charakter zachowania się paliw w każdym z tych procesów. Obecnie oceniane są następujące właściwości eksploatacyjne paliw.
Lotność charakteryzuje zdolność paliwa do przejścia z cieczy w parę. Ta właściwość jest utworzona z takich wskaźników jakości paliwa, jak skład frakcyjny, prężność pary nasyconej w różne temperatury, napięcie powierzchniowe i inne. Parowanie jest ważne przy doborze paliwa i w dużej mierze determinuje parametry techniczne, ekonomiczne i Charakterystyka wydajności silniki.
Palność charakteryzuje cechy procesu zapłonu mieszanin par paliwa z powietrzem. Ocena tej właściwości opiera się na wskaźnikach jakości, takich jak temperatura i limity koncentracji zapłon, temperatura zapłonu i samozapłon itp. Wskaźnik palności paliwa ma takie samo znaczenie jak jego palność; W dalszej części te dwie właściwości są rozpatrywane łącznie.
Palność określa sprawność procesu spalania mieszanek paliwowo-powietrznych w komorach spalania silników i urządzeń spalinowych.
Pompowalność charakteryzuje zachowanie paliwa podczas pompowania go przez rurociągi i układy paliwowe, a także podczas jego filtrowania. Ta właściwość decyduje o nieprzerwanym dopływie paliwa do silnika w różnych temperaturach roboczych. Zdolność do pompowania paliw ocenia się na podstawie właściwości lepkości i temperatury, temperatury zmętnienia i krzepnięcia, temperatury granicznej filtrowalności, zawartości wody, zanieczyszczeń mechanicznych itp.
Tendencja do tworzenia osadów to zdolność paliwa do tworzenia różnego rodzaju osadów w komorach spalania, w układach paliwowych, na zaworach dolotowych i wydechowych. Ocena tej właściwości opiera się na takich wskaźnikach jak zawartość popiołu, zdolność koksowania, zawartość substancji żywicznych, węglowodory nienasycone itp.
Korozja i kompatybilność z materiałami niemetalicznymi charakteryzuje zdolność paliwa do powodowania korozyjnych uszkodzeń metali, pęcznienia, niszczenia lub zmiany właściwości gumowych uszczelek, uszczelniaczy i innych materiałów. Ta właściwość operacyjna umożliwia ilościową ocenę zawartości substancji żrących w paliwie, badanie odporności różnych metali, gum i uszczelniaczy w kontakcie z paliwem.
Zdolność ochronna to zdolność paliwa do ochrony materiałów silników i zespołów przed korozją w kontakcie z agresywnym środowiskiem w obecności paliwa, a przede wszystkim zdolność paliwa do ochrony metali przed korozją elektrochemiczną kiedy woda wchodzi. Ta właściwość jest oceniana metody specjalne, przewidujący wpływ wody zwykłej, morskiej i deszczowej na metale w obecności paliwa.
Właściwości przeciwzużyciowe charakteryzują zmniejszenie zużycia powierzchni trących w obecności paliwa. Właściwości te są ważne dla silników, w których pompy paliwowe i urządzenia sterujące paliwem są smarowane tylko samym paliwem bez użycia środka smarnego (na przykład w tłoku pompa paliwowa wysokie ciśnienie). Właściwość oceniana jest pod względem lepkości i smarowności.
Wydajność chłodzenia określa zdolność paliwa do pochłaniania i usuwania ciepła z nagrzanych powierzchni, gdy paliwo jest używane jako chłodziwo. Ocena właściwości opiera się na takich wskaźnikach jakości, jak pojemność cieplna i przewodność cieplna.
Stabilność charakteryzuje trwałość wskaźników jakości paliw podczas przechowywania i transportu. Ta właściwość ocenia stabilność fizyczną i chemiczną paliwa oraz jego podatność na atak biologiczny przez bakterie, grzyby i pleśń. Poziom tej właściwości pozwala ustawić okres gwarancji przechowywania paliwa w różnych warunkach klimatycznych.
Właściwości środowiskowe scharakteryzować wpływ paliwa i produktów jego spalania na człowieka oraz środowisko. Ocena tej właściwości opiera się na wskaźnikach toksyczności paliwa i produktów jego spalania oraz zagrożenia pożarowego i wybuchowego.
Bezkresne przestrzenie morza są sterowane przez duże statki, posłuszne rękom i woli człowieka, wprawiane w ruch przez potężne silniki, które wykorzystują paliwo morskie różnych rodzajów. Statki transportowe mogą korzystać różne silniki jednak większość tych pływających konstrukcji jest napędzana silnikami wysokoprężnymi. Paliwo do silników okrętowych stosowanych w okrętowych silnikach wysokoprężnych dzieli się na dwie klasy - destylat i ciężki. Paliwo destylowane obejmuje olej napędowy letni, a także paliwa zagraniczne, takie jak Marine Diesel Oil, Gas Oil i inne. Ma niską lepkość, więc
wymaga podgrzania podczas uruchamiania silnika. Jest stosowany w szybkoobrotowych i średnioobrotowych silnikach wysokoprężnych, a w niektórych przypadkach w wolnoobrotowych silnikach wysokoprężnych w trybie rozruchu. Bywa stosowany jako dodatek do paliw ciężkich w przypadkach, gdy konieczne jest obniżenie jego lepkości. ciężkie oceny paliwa różnią się od destylatów wyższą lepkością, więcej wysoka temperatura zamrażanie, obecność jeszcze frakcje ciężkie, wysoka zawartość popiołu, siarki, zanieczyszczeń mechanicznych i wody. Ceny paliw żeglugowych tego typu są znacznie niższe.
Większość statków używa najtańszego ciężkiego olej napędowy do silników okrętowych lub oleju opałowego. Stosowanie oleju opałowego jest podyktowane przede wszystkim względami ekonomicznymi, ponieważ cena paliwa żeglugowego, a także całkowity koszt transportu towarów drogą morską przy użyciu oleju opałowego są znacznie obniżone. Jako przykład można zauważyć, że różnica w kosztach oleju opałowego i innych rodzajów paliwa stosowanego w silnikach okrętowych wynosi około dwustu euro za tonę.
Jednak Przepisy Żeglugi Morskiej nakazują w niektórych trybach pracy, na przykład podczas manewrowania, stosowanie droższego paliwa żeglugowego o niskiej lepkości lub oleju napędowego. Na niektórych obszarach morskich, na przykład na kanale La Manche, ze względu na złożoność żeglugi i konieczność przestrzegania wymogów środowiskowych, stosowanie oleju opałowego jako głównego paliwa jest generalnie zabronione.
Wybór paliwa w dużej mierze zależy od temperatury, w której będzie używany. Zapewniony jest normalny rozruch i planowana praca silnika wysokoprężnego w okres letni o liczbie cetanowej 40-45, in okres zimowy konieczne jest zwiększenie go do 50-55. W przypadku paliw silnikowych i olejów opałowych liczba cetanowa mieści się w zakresie 30-35, w przypadku oleju napędowego - 40-52.
Wykresy Ts służą przede wszystkim do celów ilustracyjnych, ponieważ na wykresie Pv pole pod krzywą wyraża pracę wykonaną przez czystą substancję w procesie odwracalnym, a na wykresie Ts pole pod krzywą przedstawia otrzymane ciepło dla te same warunki.
Składnikami toksycznymi są: tlenek węgla CO, węglowodory CH, tlenki azotu NOx, cząstki stałe, benzen, toluen, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne WWA, benzapiren, sadza i cząstki stałe, ołów i siarka.
Normy emisji są obecnie szkodliwe substancje diesle morskie ustanowiony przez IMO, międzynarodową organizację morską. Wszystkie obecnie produkowane okrętowe silniki wysokoprężne muszą spełniać te normy.
Głównymi składnikami niebezpiecznymi dla człowieka w spalinach są: NOx, CO, CnHm.
Szereg metod, np. bezpośredni wtrysk wody, można wdrożyć dopiero na etapie projektowania i produkcji silnika i jego systemów. Dla już istniejącego zakres modeli silniki te metody są niedopuszczalne lub wymagają znacznych kosztów modernizacji silnika, wymiany jego jednostek i systemów. W sytuacji, gdy konieczna jest znaczna redukcja tlenków azotu bez doposażania seryjnych silników wysokoprężnych – a tutaj właśnie tak jest, najbardziej efektywny sposób jest zastosowanie trójdrożnego katalizatora. Zastosowanie konwertera jest uzasadnione w obszarach, w których obowiązują wysokie wymagania dotyczące emisji NOx, takich jak duże miasta.
Stąd główne kierunki ograniczania szkodliwych emisji spalin z silników Diesla można podzielić na dwie grupy:
1)-doskonalenie konstrukcji i systemów silników,;
2) - metody niewymagające modernizacji silnika: zastosowanie katalizatorów i innych środków oczyszczania spalin, poprawa składu paliwa, stosowanie paliw alternatywnych.
klimatyzator
Tankowanie klimatyzatora freonem można wykonać na kilka sposobów, każdy z nich ma swoje zalety, wady i dokładność.
Wybór metody uzupełniania klimatyzatorów zależy od poziomu profesjonalizmu mistrza, wymaganej dokładności i użytych narzędzi.
Należy również pamiętać, że nie wszystkie czynniki chłodnicze można uzupełniać, ale tylko jednoskładnikowe (R22) lub warunkowo izotropowe (R410a).
Freony wieloskładnikowe składają się z mieszaniny gazów o różnych właściwości fizyczne, które w przypadku wycieku parują nierównomiernie i nawet przy niewielkim wycieku zmienia się ich skład, dlatego układy wykorzystujące takie czynniki chłodnicze muszą być całkowicie doładowane.
Każdy klimatyzator jest fabrycznie ładowany określoną ilością czynnika chłodniczego, którego masa jest podana w dokumentacji klimatyzatora (również podana na tabliczce znamionowej), jest też informacja o ilości freonu, którą należy dodatkowo dodać za każdy metr trasa freonowa(zwykle 5-15 gr.)
Podczas tankowania tą metodą konieczne jest całkowite uwolnienie obiegu chłodniczego z pozostałego freonu (do butli lub upuszczenie do atmosfery, nie szkodzi to w ogóle środowisku - przeczytaj o tym w artykule o wpływie freonu na klimat) i odkurz go. Następnie napełnij system określoną ilością czynnika chłodniczego wagowo lub za pomocą butli do napełniania.
Zalety tej metody w wysoka precyzja i wystarczająca prostota procesu tankowania klimatyzatora. Wady obejmują konieczność opróżniania freonu i opróżniania obwodu, a cylinder napełniający ma ponadto ograniczoną objętość 2 lub 4 kilogramy i duże wymiary, co pozwala na stosowanie go głównie w warunkach stacjonarnych.
Temperatura dochładzania to różnica pomiędzy temperaturą skraplania freonu wyznaczoną według tabeli lub skali manometru (określaną przez ciśnienie odczytane z manometru podłączonego do linii wysokiego ciśnienia bezpośrednio na skali lub według tabeli) a temperaturą przy wylot skraplacza. Temperatura dochładzania powinna normalnie wynosić od 10 do 12 0 C ( Dokładna wartość producenci wskazują)
Wartość przechłodzenia poniżej tych wartości wskazuje na brak freonu - nie ma czasu na wystarczające schłodzenie. W takim przypadku należy go zatankować
Jeśli dochłodzenie jest powyżej określonego zakresu, oznacza to, że w układzie występuje nadmiar freonu i należy go spuszczać, aż do osiągnięcia optymalnych wartości dochładzania.
Możesz wypełnić ten sposób za pomocą urządzenia specjalne, które od razu określają wielkość ciśnienia przechłodzenia i kondensacji lub jest to możliwe za pomocą oddzielnych urządzeń - kolektora manometrycznego i termometru.
Zaletą tej metody jest wystarczająca dokładność wypełnienia. Ale na dokładność tej metody ma wpływ zanieczyszczenie wymiennika ciepła, dlatego przed tankowaniem tą metodą konieczne jest oczyszczenie (umycie) skraplacza jednostki zewnętrznej.
Przegrzanie to różnica pomiędzy temperaturą parowania czynnika chłodniczego określoną przez ciśnienie nasycenia w obiegu chłodniczym a temperaturą za parownikiem. Jest to praktycznie określane poprzez pomiar ciśnienia na zaworze ssawnym klimatyzatora oraz temperatury rury ssawnej w odległości 15-20 cm od sprężarki.
Przegrzanie zwykle mieści się w zakresie 5-7 0 C (dokładna wartość jest podana przez producenta)
Spadek przegrzania wskazuje na nadmiar freonu - należy go opróżnić.
Dochłodzenie powyżej normy wskazuje na brak czynnika chłodniczego – układ należy ładować aż do osiągnięcia wymaganej wartości przegrzania.
Ta metoda jest dość dokładna i można ją znacznie uprościć za pomocą specjalnych instrumentów.
Jeśli system ma okienko kontrolne, to po obecności bąbelków można ocenić brak freonu. W takim przypadku obieg chłodniczy jest napełniany do zaniku przepływu bąbelków, należy to robić porcjami, po każdym odczekaniu na ustabilizowanie się ciśnienia i brak bąbelków.
Możliwe jest również napełnianie ciśnieniowe, osiągając temperatury kondensacji i parowania określone przez producenta. Dokładność tej metody zależy od czystości skraplacza i parownika.
-> 13.03.2012 - Dochładzanie w agregatach chłodniczych
Dochłodzenie ciekłego czynnika chłodniczego za skraplaczem jest podstawowym sposobem na zwiększenie wydajności chłodniczej instalacji chłodniczej. Spadek o jeden stopień temperatury przechłodzonego czynnika chłodniczego odpowiada wzrostowi wydajności normalnie działającej instalacji chłodniczej o około 1% przy tym samym poziomie zużycia energii. Efekt uzyskuje się poprzez zmniejszenie udziału pary w mieszaninie para-ciecz podczas przechłodzenia, czyli skroplonego czynnika chłodniczego dostarczanego do zaworu rozprężnego parownika nawet z odbiornika.
W niskotemperaturowych układach chłodniczych zastosowanie dochładzania jest szczególnie skuteczne. W nich dochłodzenie skroplonego czynnika chłodniczego do znacznego ujemne temperatury pozwala zwiększyć wydajność chłodniczą instalacji o ponad 1,5 raza.
W zależności od wielkości i konstrukcji agregatów, czynnik ten może być w różny sposób realizowany w dodatkowym wymienniku ciepła instalowanym na linii cieczowej pomiędzy odbiornikiem a zaworem rozprężnym parownika.
systemy dochładzania wykorzystujące źródeł zewnętrznych zimno jest nadal dość rzadko stosowane w praktyce. Dochłodzenie ze źródeł zimnej wody stosuje się z reguły w pompach ciepła - instalacjach ogrzewania wodnego, a także w instalacjach średnio- i wysokotemperaturowych, gdzie w ich bezpośrednim sąsiedztwie znajduje się źródło chłodnej wody - wykorzystywane studnie artezyjskie, naturalne zbiorniki na instalacje okrętowe itp. . Dochłodzenie z zewnętrznego dodatkowego maszyny chłodnicze realizowany jest niezwykle rzadko i tylko w bardzo duże instalacje zimno przemysłowe.
Bardzo rzadko stosuje się również dochładzanie w powietrznych wymiennikach ciepła, ponieważ ta opcja agregatów chłodniczych jest wciąż mało rozumiana i niezwykła dla rosyjskich specjalistów ds. chłodnictwa. Ponadto projektanci są zdezorientowani sezonowymi wahaniami wartościzwiększania wydajności chłodniczej instalacji ze względu na zastosowanie w nich dochładzaczy powietrza.
Systemy dochładzania wykorzystujące zasoby wewnętrzne są szeroko stosowane w nowoczesnych instalacjach chłodniczych i przy prawie wszystkich typach sprężarek. W instalacjach ze sprężarkami śrubowymi i dwustopniowymi tłokowymi zdecydowanie dominuje zastosowanie dochładzania, ponieważ możliwość zapewnienia zasysania oparów o ciśnieniu pośrednim jest realizowana bezpośrednio w konstrukcji tego typu sprężarek.
Główne zadanie stojące obecnie przed producentami systemów chłodniczych i klimatyzacyjnych do różnych celów, jest zwiększenie wydajności i sprawności ich sprężarek oraz sprzęt do wymiany ciepła. Pomysł ten nie stracił na aktualności przez cały rozwój urządzeń chłodniczych od początku tej branży do dnia dzisiejszego. Dziś, gdy koszty zasobów energetycznych, a także wielkość floty obsługujących i uruchamiających urządzenia chłodnicze osiągnęły tak imponujące wyżyny, poprawa wydajności systemów wytwarzających i zużywających zimno stała się pilnym problemem globalnym. Biorąc pod uwagę fakt, że problem ten jest złożony, obecne ustawodawstwo większości Państwa europejskie zachęcać programistów systemy chłodnicze poprawić ich wydajność i produktywność.
