Научная статья на тему 'Исследование эффективности применения установки термофорсирования в судовых ДВС'

Исследование эффективности применения установки термофорсирования в судовых ДВС Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
22
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Храмов М. Ю.

Применяемые в настоящее время системы дают возможность использовать лишь небольшую часть теплоты, однако в судовых энергетических установках имеются еще определенные резервы, дающие возможность дополнительно повысить их экономичность и эффективность. Это относится к системам утилизации вторичных энергоресурсов. Данную возможность показывает тепловой баланс двигателя 6NVD48 A U (6ЧРН32/48).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Dynamic modes of self-contained shaft generated ship installation on the basis of the machine of double feeding

Systems used now enable to use only a small part of heat, however in ship power plants there are still the certain reserves giving an opportunity additionally increase their profitability and efficiency. It concerns to systems of recycling of secondary power resources. The given opportunity is shown with the thermal balance of the engine 6NVD48 AU (6ЧРН32/48).

Текст научной работы на тему «Исследование эффективности применения установки термофорсирования в судовых ДВС»

- обеспечивает высокую стабильность амплитуды и частоты напряжения при переменных значениях скорости вращения вала МДП и электрической нагрузки в сети;

- уменьшает время переходного процесса и время регулирования в среднем в (1,5-2) раза, по сравнению с использованием классического (неадаптивного) регулятора;

- придает системе инвариантность к ограниченным изменениям параметров МДП и внешних возмущений (частота вращения вала, величина и характер электрической нагрузки);

Полученные результаты соответствуют типоряду мощностей МДП от 30 кВт до 160 кВт, что позволяет считать их характер универсальным.

Список литературы

[1] Хватов О.С. Управляемые генераторные комплексы на основе машины двойного питания: Монография. - Н. Новгород: НГТУ, 2000. - 204 с.

[2] Хватов О.С. Управление переходными режимами работы генераторных комплексов на основе машины двойного питания / Новые технологии. - № 5. - 2000. - С. 29-33.

[3] Титов В.Г., Хватов О.С. Стабилизация параметров электроэнергии автономного генератора на основе машины двойного питания / Электричество. - № 10. - 2001. - С. 17-21.

[4] Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH. -С-Пб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2003. - 716 с.

[5] Хватов О.С., Харитонычев М.Ю. Перспективные варианты машино-вентильных валогенераторов / III Всероссийская молодежная научно-техническая конференция “Будущее технической науки”. - Тезисы докладов. - Н. Новгород, НГТУ, 2004.

DYNAMIC MODES OF SELF-CONTAINED SHAFT GENERATED SHIP INSTALLATION ON THE BASIS OF THE MACHINE OF DOUBLE FEEDING

O. S. Hvatov, M. J. Haritonychev

Dynamic modes of self-contained shaft generated ship installation on the basis of the machine of double feeding are considered.

УДК 12.06:662.75

М. Ю. Храмов, аспирант, ВГАВТ.

603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УСТАНОВКИ ТЕРМОФОРСИРОВАНИЯ В СУДОВЫХ две

Применяемые в настоящее время системы дают возможность использовать лишь небольшую часть теплоты, однако в судовых энергетических установках имеются еще определенные резервы, дающие возможность дополнительно повысить их экономичность и эффективность. Это относится к системам утилизации вторичных энергоресурсов. Данную возможность показывает тепловой баланс двигателя 6ЫУВ48 А и (6ЧРН32/48).

Применение установки термофорсирования и водотопливной эмульсии (ВТЭ) позволит улучшить технико-экономические показатели двигателя.

Для определения эффективности этих установок рассматривался тепловой баланс судового двигателя внутреннего сгорания 6К\Т>48 Аи (6ЧРН32/48).Из анализа рабочего

цикла двигателя следует, что только часть теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, используется на полезную работу, остальная же часть составляет тепловые потери. Уравнение теплового баланса:

О = Ое + Оохл + Ог + Оно + Оост,

где - теплота топлива, введенная в двигатель;

Ре - теплота, превращенная в полезную работу;

Рохл - теплота, потерянная охлаждающим водой; рг - теплота, потерянная с отработавшими газами;

Р„ с - теплота, потерянная вследствие неполного сгорания топлива;

Рост - остаточный член баланса, который равен сумме всех неучтенных потерь.

а) количество располагаемой (введенной) теплоты, (кВт)

С? = От * (рр)н,

где (рр)н - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

От - расход топлива, (кг/с); От = 0.03.

б) теплота, превращенная в полезную работу, (кВт)

ре = 3600 Ре, где Ре - мощность двигателя, (кВт); Ре = 485.

в) теплота, потерянная с охлаждающей водой, (кВт)

Рохл = Ов*Св*(<2-и

где Ов- количество воды, проходящей через систему, кг/с;

Св - теплоемкость воды, кДж/(кг*К) [Св = 4.19 кДж/(кг*К)];

Х2 и 1:. - температуры воды при входе в систему и при выходе из нее, С.

г) теплота, теряемая с отработавшими газами, (кВт)

рг = от * (уР * срг * V. * срв * д,

где вт - расход топлива, кг/с;

Уги V, - расходы газов и воздуха, м3/кг;

Срг и Срв - средние объемные теплоемкости газов и воздуха при постоянном давлении, кДж/(м3*К);

1Р и 1В — температура отработавших газов и воздуха, С.

д) теплота, теряемая вследствие неполноты сгорания топлива, определяется опытным путем.

е) остаточный член теплового баланса, (кВт)

Рост = С2 - (Ре + Рохл + Рг + Рн.с)-

При расчете теплового баланса двигателя 61Ч\Т>48 Аи (6ЧРН32/48)были получены следующие значения: Яе = 39.5 %, цохл = 31 %, Яг = 26 %, Ян.с = 1 %, Яост = 2.5 %, которые представлены в процентах от всего количества введенной теплоты определяемые по формуле:

100 % Яе + Яохл Яг Ян.с Яост>

Яе = (Ре / Р * 100 %);

Яохл = (Рохл /Р)* 100%;

Яг = (Рг/Р)* 100 % и т. д.

При использовании установок термофорсирования и водотопливной эмульсии мы возвращаем часть теплоты уходящей с отработавшими газами, в результате чего увеличивается теплота, превращенная в полезную работу.

Термофорсирование путем подогрева топлива до 200-230 градусов ведет за собой сокращение сроков деструктивной подготовки топлива и значительно увеличивает его глубину, что положительно сказывается на окислительных предпламенных и массовых процессах горения в двигателе. Вследствие чего подогрев ведется до температуры 200 градусов.

Возвращенная теплота в цикл определяется по формуле:

q = GT*CpT*(t2-tl),

где Срт -удельная изобарная теплоемкость Дж/(кг*К),

Срт = ((1000 / р) 0.5) * (1690 + 3.4 * t),

где t - разность температур на входе и выходе в теплообменник, С.

При использовании термофорсирования на чистом топливе без вода топливной эмульсии возвращенная теплота в цикл составит 13.5 кВт, что увеличит КПД двигателя на 1.05 %. С применением вода топливной эмульсии с 20 % воды количество теплоты возвращенной в цикл q = 15.32 кВт, КПД увеличится на 1.19 %.

Этот расчет показывает только незначительный эффект от применения термофорсирования, так как не учтены такие факторы как полнота сгорания топлива, увеличение работы двигателя, что приведет к большему увеличению КПД двигателя.

Список литературы

[1] Г'улая Е.И., Лесников А.Н., Тайн Б.Т., Новикова Т.А. Химические о термофорсироваимя двигателя дизеля. - Л: 2000. - 68 с.

[2] Садеков М.Х., Шураев О.П., Применение ВТЭ в качестве топлива для главных двигателей типа 8НФД 48-АУ на танкере пр. 1575 //Сборник ГИИВТа. - 1999.-С. 138-141.

[3] Ваншейдт В.А., Гордеев П.А. - Л,: Судостроение, 1978. - 368 с.

RESEARCH OF THE EFFICIENCY OF THE APPLICATION OF INSTALLATION OF THERMOFORCING IN SHIP ICE

M. J. Hvatov

Systems used now enable to use only a small part of heat, however in ship power plants there are still the certain reserves giving an opportunity additionally increase their profitability and efficiency. It concerns to systems of recycling of secondary power resources. The given opportunity is shown with the thermal balance of the engine 6NVD48 AU (6ЧРН32/48).

УДК 627.748.004

Ю. П. Шанин, к. т. н., доцент.

В. А. Карюков, к. т. н., доцент, ВГАВТ.

603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ЗЕМЛЕСОСА «ПРАГА-3» С БУСТЕРНОЙ УСТАНОВКОЙ

В статье рассматривается опыт эксплуатации энергетической установки землесоса «Прага-3» с бустерной установкой (дополнительной погружной насос с приводом, расположенном на раме). Даются практические рекомендации по замене энергетического оборудования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.