CC BY
39
УДК 621.44(045)
А. Н. Громов, Ф. В. Патров
УПРАВЛЕНИЕ ПРОГРАММОЙ «ДИАГРАММА +»
ПРИ ОБРАБОТКЕ ОСЦИЛЛОГРАММ ИСПЫТАНИЙ СРЕДНЕОБОРОТНОГО СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДОТОПЛИВНЫ1Х ЭМУЛЬСИЙ
Широкое применение и многочисленные исследовательские работы по использованию водотопливных эмульсий (ВТЭ) в судовых дизелях часто создают проблемные ситуации, требующие углубленного детального рассмотрения. В частности, нельзя признать окончательно выясненными и бесспорными причины улучшения параметров процесса воспламенения и сгорания, степень влияния ВТЭ на температурное состояние деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ), экологическое воздействие ВТЭ.
Для дальнейших исследований в этой области был проведен ряд экспериментов с различным содержанием воды в ВТЭ. За основу конструкции экспериментальной установки принята установка лаборатории тепловых двигателей кафедры судовых энергетических установок Астраханского государственного технического университета (АГТУ) [1].
Объект испытаний - дизель 3417,5/24, переоборудованный в одноцилиндровый отсек мощностью Ne = 15,33 кВт при частоте вращения коленчатого вала n = 630 мин1.
Испытания дизеля проводили по методике ГОСТ 10448-80. Программа испытаний включала в себя определение мощностных и экономических показателей дизеля на режимах нагрузочной характеристики, приведенных к стандартным условиям.
Перед началом испытаний контрольно-измерительная аппаратура и приборы прошли поверку. Класс аппаратуры и приборов обеспечивал точность проводимых замеров в соответствии с нормами, установленными ГОСТ 10448-80.
В качестве нагрузочного устройства использовался генератор постоянного тока, входящий в комплект заводского дизель-электрического агрегата. Электрическая энергия генератора поглощается нагревателем воздуха, состоящим из электронагревательных элементов ТЭН-400. Для обеспечения нагрузки дизеля от 25 до 110 % номинальной мощности ТЭНы были объединены группами. Требуемая нагрузка обеспечивалась их ступенчатым включением.
Индицирование давления внутри цилиндра, показания топливной аппаратуры и температура внутренней поверхности цилиндровой крышки фиксировались шлейфовым осциллографом Н-115 с записью на фотобумагу. Сигналы на осциллограф поступали от измерительноусилительного комплекса «Диза Электроник».
Оцифровка осциллограмм выполнялась с использованием программы GetData Graph Digitizer - весьма удобного, многофункционального и простого инструмента.
Графическое изображение результатов оцифровки осциллограммы представлено на рис. 1, где в зависимости от угла поворота коленчатого вала А представлены изменения давления газов Рг, температуры поверхности камеры сгорания А/, давления топлива в подыголочном пространстве форсунки Рф, давления топлива в топливном насосе высокого давления Ртнвд и перемещения иглы форсунки (Йиглы).
Для анализа параметров рабочего процесса была использована любезно предоставленная доктором технических наук, профессором В. В. Гавриловым программа «Диаграмма +», разработанная НПК «Гарант» совместно с Санкт-Петербургским государственным морским техническим университетом.
Программа создана для компьютеров с невысокими вычислительными возможностями, поэтому при ее использовании необходимо выполнить ряд требований.
1. Программу желательно разместить в папке «Diag_99».
Рис. 1. Графическое изображение результатов оцифровки осциллограммы:
"~РГ ~“~М ~^Рф, —“Ртнвд Лиглы: отметки
2. Программа чувствительна к длине имен и папок более 8 символов, т. е. все названия папок и файлов, к которым обращается программа, должны иметь длину не более 8 символов, иначе появляется сообщение об ошибке.
3. Имена папок и файлов лучше давать английскими буквами.
4. Программой предусмотрены строгие приемы присвоения имен файлов исходных данных, результатов и диаграмм.
«Diaginp.dat»: diag - диаграмма, іпр - ввод, т. е. вводные, исходные данные, dat - данные. Таким образом, файл «Diaginp.dat» - это файл исходных данных программы.
«Diagout.dat»: diag - диаграмма, оШ; - выход, т. е. выходные данные, dat - данные. т. е. «Diagout.dat» - файл выходных данных программы (результаты расчета).
«Diaggr.dat» - графические результаты расчета.
Файлы diaginp.dat, diagout.dat, diaggr.dat, поставляемые с программой, - это шаблоны, «образцы» исходных, выходных и графического файлов, т. е. их удалять и редактировать нежелательно.
Запуск программы производится файлом diagplus.exe.
Начинать работу лучше через меню «Диаграмма» - «Задать», ввести свои исходные данные и нажать «Сохранить в файле» (или же в окошке «Исходные данные» выбрать кнопку «Открыть файл» и выбрать нужный файл из имеющихся файлов исходных данных, например тот же шаблонный diaginp.dat).
Далее нажимаем «ОК» в окне «Исходные данные» и просматриваем результат.
Если же нужно просмотреть диаграммы из уже проводившихся расчетов, то через меню «Файл» - «Открыть файл диаграммы» в колонке «Тип файла» устанавливаем указатель у пункта «Диаграмма diaginp.dat», а в появившихся в крайнем левом столбце вариантах исходных данных выбираем наш вариант или diaginp.dat (для примера расчета). Место, где расположены исходные данные, можно, как обычно, указать в среднем столбце окошка. Далее нажимаем «ОК», просматриваем результат.
В ходе расчета программа выдает запрос: «Корректировать цикловую подачу?». За счёт корректировки можно получить в любом акте расчёта выход интегральной характеристики тепловыделения в конце сгорания на х = 1,0 («Всё топливо сгорело»). Если этого не сделать, можем получить для различных индикаторных диаграмм, снятых на одном режиме, хтзх от 0,9 до 1,1 и даже в более широких пределах. В последнем случае крайне трудно анализировать влияние какого-либо исследуемого фактора на процесс горения.
Результаты расчета в виде графика можно сохранить через меню «Файл» - «Сохранить график в файле» или скопировать в буфер обмена «Правка» - «Копировать», а потом использовать в других программах, например, вставить в Word документ.
Масштабы кривых и название рассчитанного варианта можно задать в пункте «Опции».
Если нужно сохранить результаты нескольких расчетов, то после каждого расчета необходимо сохранять копию файла diagout.dat под другим именем.
Числовые результаты последнего расчета (как уже сказано выше, они хранятся в файле diagout.dat) можно просмотреть в каком-нибудь файловом менеджере («FAR», «Norton Commander», «Total Commander» и т. п.), установив указатель на файл diagout.dat и нажав F3 или F4.
Для работы с исходными данными и результатами расчета можно использовать программы «Word» и «Excel» из пакета «Microsoft Office», который имеет широкое распространение. Для этого в Word-e необходимо:
1. Открыть Word и поставить «галочку» в пункте «Подтверждать преобразование при открытии» (Меню «Сервис» - «Параметры», закладка «Общие»).
2. Теперь, чтобы просмотреть результаты расчета, можно в Word-e через меню «Файл -Открыть» выбрать файл diagout.dat (или diaginp.dat), откроется окошко «Преобразование файла». В нем надо выбрать пункт «Кодированный текст» и нажать «ОК». На предложение «Выберите кодировку, которая позволит прочитать Ваш документ», нужно установить указатель на «MS-DOS» и нажать «ОК».
3. Появившийся результат лучше просматривать в альбомной ориентации страницы.
Для представления выходных данных программы «Диаграмма+» в табличной форме «Excel» необходимо выполнить следующие действия:
1. Запускаем Excel.
2. Меню <Файл> - <Открыть>, выбираем тип файлов <Все файлы>, находим и выбираем наш файл diagout.dat и <Открыть>.
3. В открывшемся окне <Мастер текстов (импорт) шаг1>:
— ставим <Укажите формат данных> на значение <с разделителем>
— ставим <Формат файла> на значение <866: Кириллица (DOS)>
— нажимаем <Далее>.
4. В открывшемся окне <Мастер текстов (импорт) шаг2>:
— ставим <Символом-разделителем является> значение <Пробел>
— нажимаем <Далее>.
5. В открывшемся окне <Мастер текстов (импорт) шаг3>:
— нажимаем кнопку <Подробнее>
— в раскрывшемся окне <Дополнительная настройка импорта текста> в поле Разделитель целой и дробной части> выбираем не запятую, а точку и нажимаем <ОК>.
6. Нажимаем кнопку <Готово>.
7. Сохраняем файл под нужным именем (с обязательным указанием типа файла <Книга Microsoft Excel>).
На рис. 2 показано графическое изображение выходных данных программы «Диаграм-ма+» из табличной формы «Excel».
Табличная форма и рисунок дают возможность для анализа изменений давления газов в цилиндре Р, температуры газов в цилиндре Т, количества выделяемой теплоты Q, скорости нарастания давления dPIdfi, скорости сгорания топлива dx/df и количества топлива х по углу поворота коленчатого вала.
dP/dfi
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
-0,2
Рассмотренная последовательность действий при анализе графических результатов исследований позволяет использовать не только устаревшее, но пока еще широко задействованное оборудование фиксации быстропротекающих процессов, но и проводить дополнительный анализ графиков и диаграмм публикаций в научных журналах.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сергеев Л. В. Приготовление, дозирование и подача водотопливной эмульсии для дизелей с блочными топливными насосами // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Морская техника и технология. -Астрахань, 2000. - С. 103-106.
Статаья поступила в редакцию 10.09.2008
MANAGEMENT OF THE PROGRAMME "DIAGRAME+" DURING PROCESSING RESEARCH OSCILLOGRAMS OF MEDIUM-REVERSE MARINE DIESEL TESTS USING WATERED FUEL EMULSIONS
A. N. Gromov, F. V. Patrov
The brief description of the system of making experiments with different water content in watered fuel emulsion is given. The methods of management of the programme "Diagram+" and digitization of graphical schemes, resulted from the experiments or published in various informational sources are presented in details.
Key words: watered fuel emulsion, water content, oscillogram, method of digitization.
dx/dfi
Рис. 2. Фрагмент изменений! рабочих параметров дизеля 3NVD24 по углу поворота коленчатого вала, определенных программой «Диаграмма+»
—P*3, МПа —-Г/100, K - - -Q, кДж —= - dP/dfi, МПа/г —— dx/dft —— X
