14718

Визначення втрат тепла з відпрацьованими газами двигуна внутрішнього згоряння

Лабораторная работа

Физика

Лабораторна робота №5 Визначення втрат тепла з відпрацьованими газами двигуна внутрішнього згоряння Мета роботи: експериментальне визначення витрат тепла поршневого двигуна внутрішнього згоряння з відпрацьованими газами на різних режимах його роботи. Обладн

Украинкский

2013-06-09

135.5 KB

3 чел.

Лабораторна робота №5

Визначення втрат тепла з відпрацьованими газами двигуна внутрішнього згоряння

Мета роботи: експериментальне визначення витрат тепла поршневого двигуна внутрішнього згоряння з відпрацьованими газами на різних режимах його роботи.

Обладнання: двигун ЗІЛ-130, витратомір газів, термометр 0±150°С, витратомір палива, терези, набір гирьок, тестер автомобільний, секундомір.

Параметри ,що змінюються: режим роботи двигуна (холостий хід середні оберти, 0,8 від максимальних обертів колінчастого вала); кут випередження запалювання (номінальний, раніший за номінальний на 5°, пізніший за номінальний на 5 °).

Теоретичні відомості

Теплота, що виділяється при горінні палива, не може бути повністю трансформована в корисну роботу, оскільки відповідно до другого закону термодинаміки частина теплоти неминуче має бути віддана холодному джерелу. Витрачання теплоти згорання палива, внесеного до двигуна за певний період, на корисну роботу і різні втрати характеризується тепловим балансом. Складові члени теплового балансу можуть бути вказані в теплових одиницях (МДж) на одиницю часу роботи двигуна або у відсотках по відношенню до всієї кількості теплоти палива.

Рівняння теплового балансу в загальному вигляді:

                                                                     n

Q0 =Qe+ΣQi пот = Qe+Qохл +Qо.г +Qм +Qн.сг +Qост  , де

                                                                    i=1

Q0  - кількість теплоти,підведена з паливом;

Qe – ефективна теплота;

Qохл – теплота, відведена в систему охолодження;

Qо.г – кількість теплоти, яка відводиться відпрацьованими газами;

Qм – кількість теплоти, яка віддається масляній системі;

Qн.сг – кількість теплоти,яка відповідає теоретичній неповноті згорання палива;

Qост – інші теплові втрати.

Кількіть теплоти Qо.г , яка відводиться з відпрацьованими газами, визначається за допомогою калориметра або розраховується по різниці тепловмісткості відпрацьваних газів і свіжого заряду з врахуванням теплоти, внесеної з паливом, тобто

де М2 і М1 -  кількість кіломолей відповідно продуктів згорання і свіжого заряду, що приходиться на 1 кг палива ; То.г і То – температури відповідно відпрацьованих газів і свіжого заряду; стоп – теплоєкість палива; Gт – годинна витрата палива.

При вираженні складових теплового баланса у відсотках маємо

qе + qохл + qо.г + qм + qн.сг +qост = 100%,

де qе = (Qв/Qо)100%; qохл = (Qохл/Qо) 100%

На мал.1 приведені залежність теплоти відпрацьовних газів від навантаження и частоти обертання колінчастого вала для карбюраторного двигуна і дизеля з наддувом.

Зі збільшенням частоти обертання для карбюраторного двигуна (рис.1,а) теплота відпрацьованих газів значно збільшується.

Рис.1,б показує зміни по характеристиці навантаження.

Зміни теплового балансу по характеристиці навантаження для дизеля представлено на рис.1,в, а по швидкісній характеристиці на рис.1,г.

                                       а)                                                                      б)

                                       в)                                                                     г)

Рис.1

Зміна теплоти відпрацьованих газів у відсотках:

Карбюраторний двигун – 35-50%

Дизель:

 без наддува – 25-45%

  з наддувом – 25-40%.

Вплив відпрацьваних газів на навколишнє середовище

В склад відпрацьованих газів автомобіля входять такі шкідливі речовини (окис вуглецю, азоту, різні вуглеводні, сірчаний газ, з'єднання свинцю, сажа), які шкідливо впливають на здоров'я людини, послаблюючи здатність крові постачати організму кисень, що впливає на сприйняття навколишнього світу, реакцію, викликає млявість. У результаті неповного згоряння палива виника¬ють частки сажі, які при вдиханні з повітрям глибоко проникають у легені і провокують респіраторні захворювання, бронхіт та астму.

Порядок виконання роботи

  1.  Перевірити готовність механізмів і систем двигуна до роботи.
  2.  Записати значення температури у випускному тракті двигуна;покажчиків витратомірів газів та палива.
  3.  Запустити двигун і включити секундомір.
  4.  Через кожні 30 сек роботидвигуна на режимі прогрівання фіксувати значення температури, покажчиків витратомірів відпрацьованих газів і палива та температури охолоджувальної рідини.
  5.  Зафіксувати час від запуску двигуна до стабілізації температури оходжувальної рідини,витрату газів та палива.
  6.  Підключити тестер автомобільний до системи запалювання двигуна в режимі вимірювання частоти обертання колінчастого вала. Зафіксувати початкові значення температури, покажчиків витратомірів газів і палива.
  7.  Запустити двигун, дати йому попрацювати 5хв в режимі холостого ходу і заглушити. Записати значення виміряних параметрів.
  8.  Запустити двигун і дати йому попрацювати при частоті обертання колінчастого валу 1800 об/хв на протязі 5 хв, зафіксувати значення температури газів. Заглушити двигун і записати значення покажчиків витратомірів відпрацьованих газів і палива.
  9.  Запустити двигун і дати йому попрацювати при частоті обертання колінчастого валу 2800 бо/хв на протязі 5хв, зафіксувати значення температури відпрацьованих газів. Заглушити двигун і записати значення покажчиків витратомірів відпрацьованих газів і палива.
  10.  Обчислити кількість теплоти, яка відводиться з відпрацьованими газами на різних режимах роботи двигуна (за пп 7,8,9) та її частку в тепловому балансі.
  11.  Побудувати графік зміни в часі температури відпрацьованих газів в процесі прогріву двигуна Tr=f(t).
  12.  Проаналізувати результати досліждень і зробити відповідні висновки.

Контрольні запитання:

  1.  Як визначити експериментально кількість теплоти, відведеної від двигуна з відпрацьованими газами?
  2.  Як визначити аналітично кількість теплоти, відведеної від двигуна з відпрацьованими газами?
  3.  Як залежить величина втрат тепла через систему випуску відпрацьованих газів від режиму роботи двигуна?
  4.  Поясніть особливості графічної залежності Tr=f(t) на режимі прогріву двигуна.
  5.  Як залжить кількість теплоти, відведеної від двигуна з відпрацьованими газами, від витрати палива?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

25099. Смысл жизни 33.5 KB
  Если смысл жизни это как бы объективная оценка значимости существования человека то счастье это сопровождающееся чувство глубокой моральной удовлетворенности личностное переживание полноты своего бытия результатов своей жизнедеятельности. Поэтому счастье всегда связано с ощущением необыкновенного подъема духовных и физических сил стремлением к переживанию всей многомерности бытия а состояние счастья прямо противоположно состоянию пассивности равнодушия инертности. Поэтому счастье это осуществление внутренней свободы процесс...
25100. Категорії естетики 38.5 KB
  Середньовічна естетика яка виробляла своє розуміння гармонії опинилася в складному і суперечливому становищі щодо античної спадщини. Необхідно було обґрунтовувати нову християнську космогонію аби замінити ідею космічної гармонії ієрархією земного і небесного людського і Божого. Нової ідеєю щодо гармонії було уявлення її як тотожності цілого і частини; за нею стояло вчення стоїків і неоплатонівців про єдність мікро і макрокосмосу. Категорії гармонії і міри широко використовувалися й у Новий час проте вони вже не були головними естетичними...
25101. Доба відродження 37 KB
  Кепаікзапсе відродження. Естетика Відродження як і філософія цього періоду зумовлена розвитком товарного виробництва торгівлі розквітом міської культури на межі XIVXV ст. Епоха Відродження починається в Італії а пізніше охоплює більшість країн Європи.
25103. Методы эстетического воспитания 47 KB
  На художественных занятиях педагог дает точные указания показывает или предлагает детям самим найти приемы исполнения и т. Эстетическое воспитание предусматривает специальные приемы для развития творческих способностей включающих качество восприятия и воспроизведения; различение сочетаний цвета формы объема; соотношение музыкальных звуков по их высоте длительности тембру динамике; музыкальный поэтический слух художественный вкус и т. Методические приемы поскольку они относятся к области художественного воспитания должны...
25104. Суррогатное материнство 39 KB
  Для многих семей сегодня не существует проблемы искусственного оплодотворения и с моральной точки зрения. Этический вопрос искусственного оплодотворения интересовал человечество ещё с конца XVII века. Первые попытки искусственного оплодотворения были совершены ещё в середине ХХ ст. Первый успех в области искусственного оплодотворения ученые смогли получить только в 1973 году.