Читайте также:
|
ОЦЕНКА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ВНУТРЕННЕГО КОНТУРА СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ (4 ч)
Цель работы - на конкретном дизеле машинного зала лаборатории ДВС (либо судна) изучить составляющие его внутреннего контура, используя альбом чертежей; составить рабочий эскиз внутреннего контура исследуемого ДВС; провести соответствующий эксперимент; сделать гидравлический расчёт внутреннего контура дизеля с использованием ЭВМ; сравнить результаты и наметить пути снижения гидравлических сопротивлений внутреннего контура судового ДВС.
Обеспечение работы - судовой дизель, альбом его чертежей; два образцовых манометра, устанавливаемых на входе и выходе внутреннего (зарубашечного) контура двигателя; дифференциальный манометр; штангенциркуль; линейка и складной метр [1], [7].
Методические указания
Работоспособность деталей цилиндропоршневой группы судового дизеля во многом определяется термическими напряжениями, возникающими в поршнях, крышках, втулках, и зависит как от количества подведенного к ним тепла, так и от условий их охлаждения.
В блочных конструкциях современных судовых ДВС характер потоков охлаждающей жидкости определяется конструктивными особенностями элементов внутреннего контура дизеля, а, следовательно, их гидравлическими сопротивлениями.
Цель гидравлического расчёта внутреннего контура судового ДВС заключается в необходимости определения рационального распределения потоков охлаждающей жидкости, чтобы все цилиндры независимо от их расположения омывались бы примерно одинаково и условия теплоотдачи в охлаждающую среду у них были бы идентичны.
Гидравлический расчёт потокораспределения во внутреннем контуре судового дизеля сводится к уже известному (см. лабораторную работу № 3) расчёту многокольцевой сети как совокупности простых магистралей [7.С. 19...20; черт. 6, с.53] с использованием основного и вспомогательного расчётных бланков соответственно табл. 9, с.55 и табл. 10, с. 57 [7].
Для любого участка рассматриваемого внутреннего контура судового дизеля как многокольцевой сети местные и линейные сопротивления могут быть подсчитаны по готовой формуле (2.81) [1. С. 61].
В результате гидравлического расчёта должны быть выполнены два условия:
баланс расходов для каждого из узлов сети должен быть равен нулю;
алгебраическая сумма потерь напора при обходе всех участков каждого кольца сети должна быть равна нулю.
Для анализа гидравлических явлений, происходящих во внутреннем контуре судового дизеля, целесообразно определить коэффициенты местных и линейных сопротивлений отдельных узлов конкретных систем охлаждения ДВС. Последние могут быть взяты как из табл. 2.1 [1. С. 37...38], так и из прил. 3 [7] в зависимости от конкретного типа местного или линейного сопротивления.
Задачи гидравлического расчёта внутреннего контура систем охлаждения судовых дизелей условно классифицируются на два типа: проверочные и проектные.
В данной лабораторной работе нас интересует только проверочная задача, когда при анализе работы существующей системы охлаждения, а также при доводке двигателя возникает необходимость в определении потокораспределения при известных конструктивных и геометрических размерах составляющих внутреннего контура конкретного ДВС.
Для математического описания конфигурации и многокольцевой сети внутреннего контура ДВС широко используется метод координатной сетки, заключающийся в том, что на расчётную схему системы охлаждения накладывается координатная сетка (см., например, рис.б прил. 1, с. 208 [7]). Это позволяет однозначно определять местонахождение любого расчётного элемента (участок, узел, кольцо), а также использовать вычислительной техники.
В качестве исходных данных для гидравлического расчёта внутреннего контура судового дизеля приняты следующие:
расход жидкости (обычно производительность насоса);
геометрические размеры и конструкция каналов, образующих внутренний контур ДВС (раздаточные коллекторы, подводящие и отводящие патрубки, переточные окна, диаметры цилиндров, расстояния между осями цилиндров, размеры щелей зарубашечных полостей и пр.);
количество и тип переточных отверстий из блока цилиндров в крышки и т.д. [1.С. 67].
Введение указанных исходных данных позволяет определить местные и линейные потери с учётом режима течения жидкости и приведенной длины участков многокольцевой сети внутреннего контура системы охлаждения судового ДВС.
Гидравлические сопротивления внутреннего контура судового дизеля следует рассчитывать с помощью вычислительной техники. Описание алгоритма проверочной задачи и сам алгоритм приведены в приложении 1 [1].
Порядок выполнения работы
1. Руководитель определяет конкретный двигатель из имеющихся установок (стендов) лаборатории ДВС.
2. Студентам выдают альбом чертежей, измерительный инструмент, образцовые манометры, устанавливаемые в соответствующих местах пресного контура охлаждения исследуемого двигателя.
3. По чертежам и с натуры ДВС студенты снимают геометрические размеры и составляют упрощенный рабочий эскиз внутреннего контура судового дизеля (примером могут служить рис. 2. 29 а, с. 64 и рис. а прил. 1, с. 208 [1]).
4. Разрабатывается схема многокольцевой сети внутреннего контура исследуемого двигателя аналогично рис. 2. 29 б, с. 64 и рис.б прил. 1, с. 208 [1], либо черт. 6, с. 53 [7].
5. Материал п. 3 и 4 согласовывается с руководителем и уточняются возникшие вопросы.
6. Запускается исследуемый дизель и определяется расход воды пересчетом по перепаду дифференциального манометра дроссельной шайбы, а также замеряется перепад давлений по образцовым манометрам.
7. Руководителю сдают альбом чертежей, измерительный инструмент, манометр и т.п.
8. Производится гидравлический расчёт внутреннего контура исследуемого двигателя на ЭВМ с использованием, например, готовой программы прил. 1 [1, с. 210...212].
Требования к отчёту
Отчёт по данной работе должен включать:
указание цели и порядка выполнения работы;
рабочий эскиз внутреннего контура конкретного судового дизеля с указанием необходимых размеров;
схему многокольцевой сети внутреннего контура двигателя;
результаты эксперимента (расход воды, перепад давлений и т.д.);
распечатку на ЭВМ гидравлического расчёта внутреннего контура исследуемого дизеля с пояснениями;
результаты сравнения расчётного и экспериментального оценок гидравлических сопротивлений внутреннего контура двигателя;
основные пути снижения гидравлических сопротивлений внутреннего контура исследуемого судового ДВС.
Контрольные вопросы
1. Перечислите конструктивные элементы внутреннего контура исследуемого судового дизеля.
2. Что такое многокольцевая сеть?
3. Как определить коэффициенты местных и линейных сопротивлений элементов внутреннего контура судового дизеля?
4. Как пользоваться основным и вспомогательным расчётными бланками многокольцевой (сложной) сети?
5. В чём сущность проверочной задачи оценки гидравлических сопротивлений внутреннего контура ДВС?
6. В чём сущность метода координатной сетки при гидравлическом расчёте внутреннего контура ДВС?
7. Перечислите основные исходные данные для гидравлического расчёта внутреннего контура ДВС.
8. Каковы особенности разработки алгоритма гидравлического расчёта внутреннего контура ДВС на ЭВМ?
9. Каковы основные пути снижения гидравлических сопротивлений внутреннего контура судового дизеля?
Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 75 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |