Tên : Quách Minh HiếuMSSV: 0851020070 GVHD :Trương Thanh Dũng BÀI TẬP LỚN TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ PHỐI HỢP CÔNG TÁC GIỮA ĐỘNG CƠ VÀ TUA BIN MÁY NÉN Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC Tính nghiệm nhiệt độ
Trang 1Tên : Quách Minh Hiếu
MSSV: 0851020070
GVHD :Trương Thanh Dũng
BÀI TẬP LỚN
TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ PHỐI HỢP CÔNG TÁC GIỮA ĐỘNG CƠ
VÀ TUA BIN MÁY NÉN Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC
(Tính nghiệm nhiệt động cơ)
1.1 Tính toán các thông số động cơ
Để thuận tiện cho việc tính toán sự phối hợp công tác giữa động cơ và tổ
hợp tua bin máy nén ở chế độ khai thác đặc biệt ,cần dựa trên cơ sở các thông số công tác ở chế độ định mức, vì vậy, tính toán sự phối hợp công tác giữa động
cơ và tổ hợp tua bin máy nén là rất cần thiết, để có thể so sánh đánh giá chất lượng các thông số công tác ở chế độ công tác đặc biệt
Trên cơ sở tính nghiệm nhiệt động cơ áp dụng cho động cơ bốn kỳ, hai kỳ và các bước tính toán đối với máy nén ly tâm, đối với tua bin khí xả kiểu hướng trục
Việc tính toán áp dụng cho động cơ bốn kỳ một hàng xy lanh thẳng đứng bố trí một tua bin khí xả kiểu hướng trục đẳng áp
Việc tính toán đối với hệ thống xung áp được tính gần đúng với giá trị đẳng áp , các hệ số tính toán lựa chọn trên cơ sở thực nghiệm Số xy lanh lớn hơn hoặc bằng sáu
Các thông số lựa chọn ban đầu:
Trang 2Chọn thông số :
thông số
Ký hiệu
Đơn vị
Trị số
11 Tỉ số tăng áp tua bin máy nén P k /P 0 4,5
20 Độ tăng nhiệt độ thành vách xy lanh T 0 K 20
23 Nhiệt độ không khí trong ống góp T s 0K 330
27 Nhiệt độ trong ống góp máy nén T’ k 0K 508
Trang 3( ,
, ,
, ,
O H C , L0
49 5 0
3 2
00 4
0 4
12 6
0 1 2
8 7
0 2 1 0
1 3
2
4 1 2
2 1 0 1
( ,04 1 4946 , 0 1 , 2
0
0.79.0,495= 0,53(Kmol)
2
12 6
, 0 1 2
8 7
,
493 , 0
0745
, 1
5 3
, 0 2
M
M
ro
1.2 Các bước tính toán đối với động cơ
1.Với thành phần nhiên liệu : C = 0,87 H = 0,126 , O= 0,004
-Lượng không khí lý thuyết cần đốt cháy hoàn toàn 1Kg nhiên liệu
2 Khối lượng không khí thực tế cần đốt cháy 1 kg nhiên liệu
3 Lượng sản phẩm cháy ở điều kiện cháy 1 kg nhiên liệu diễn ra với hệ số dư
M0 =
C H
L
12 2 0 79, 0
6 Thể tích không khí dư cho đốt cháy 1 Kg nhiên liệu
M
1 0
r0 r 1 000 ,
8 Hệ số thay đổi phân tử hỗn hợp cháy
0
2 1
M
Trang 45
,
0
13.3,7335
0,354.2,94 1
3,93
3,7335
2 0
33 0
33 0 1
1
3
1
3
+
1.3 Các thông số quá trình nạp
1 Áp suất trong ống góp máy nén khi sức cản không khí lạnh
P x 0 06 , (kG/cm2 )
P k' P k P x
2 Nhiệt độ không khí trong ống góp máy nén
k = 1,4 1,80 - ka hiệu suất cơ giới máy nén ly tâm
ka
k k
'
1
=5080K (project guide)
3 Nhiệt độ không khí trong ống góp động cơ khi sự giảm nhiệt độ khí sau sinh hàn
∆Tx=1780K
Ts=Tk- ∆Tx=3300K
4 Aùp suất thời điểm bắt đầu nén
P a=0,95 P s =0,95.3,93=3,7335(kG/cm2 )
5 áp suất khí sót trong xi lanh cuối thời kỳ xả
Ps/Pt=1,572,Pt=3,93: 1,572=2,5 = Pp (kG/cm2 )
P r p p
0 85 , =2,94 (kG/cm2 )
6 Hệ số điền đầy (hệ số nạp)
H =
1
P P
a
2
.
.
P P
r a
T
T T
s
ξ2 =0,354 hệ số khí sót:
Trang 513.3,7335- 0,354.2,94
2,94
80 0
330+20
3540K
1+0,0096
330+20+0,0096.800
T
a
1,33 14
2
190
P
c
Pz
s r
r
T T T
P
P P
2
2
.
7 Nhiệt độ đầu hành trình nén:
Ta =
r
1
ϕ k
ϕ H =
1,5
φH: Hệ số trao đổi khí sĩt
1.4 Quá trình nén
9 Chỉ số nén đa biến và nhiệt độ khí cuối quá trình nén :
n1-1=
1,99 0,006.T a (1+ε n1 −1
) + 4,6
Ta có n 1 = 1,42
tc = Ta n1 1 273
11 Aùp suất trong xi lanh cuối quá trình nén
Pc = Pa.n1 =3,7335.131,42=142(kG/cm2 ) 12.Hệ số tăng áp suất :
Trang 61,42 1040
1907 1,33
0297 ,
c
z
z
T
T
9,15 1,42
1
3
13.Nhiệt độ quá trình cháy được xác định từ phương trình cháy:
Q L
'' 1 99 , '' , 1 99 .
= 1 r.C T p'' z
Cv’’= a’+b’.tz=21,034+
2 137 ,
+ 427 38
184 36
10 5
C p C v 1981 (kj/kmol.độ )
14.Hệ số thay đổi phân tử của hỗn hợp công tác
μ =
μ0+γ r
Dạng rút gọn : AT z2 + BT z + C = 0 [*]
Trong đo:
5
5
0
10
0.29 4.6 26 60
10
Q
L
Trong đĩ: Q H =10,150kcal/kg ;L 0 = 0,495kmol ;
16.Hệ số giãn nở sớm:
1.5 Quá trình giãn nở
17.Hệ số giãn nở muộn:
Trang 7
ln
) T
T ln(
n
T
T
) T T ( b a ) Tb Tz ( ).
(
.L
Q ) (
, n
b z
n
z
b
b z r
H z b
1 1
31 4
8 1
2 1
2
2
9,8
; 1847
029 7
, 1
; 00 9
, 0 (
1,04
(kcal/kg) 10150
,28)
1
:
2
5
,
1
[
1
2
QH
0,8
b=0,85
o
z
r
K
T
(Kmol) M
n
) (
11,94
9, 15
190
1,2 5 ,
cm2
p
25,22Kg/Cm2) 2
6
9 7
, 0 '
.p
18 Chỉ số giãn nơ û n2 và nhiệt độ cuối quá trình giãn nở:
n2 - 1 =
1 99 1
,
Q
L T T a b T T
suy ra n2,và Tb :
tb =
T z
σ n2 −1 −273
= 8230C
19 Aùp suất cuối quá trình giãn nở :
1.6 Các thông số đặc trưng cho chu trình công tác
20 Aùp suất chỉ thị trung bình tính toán
p p
n
T
T n
T T
z
a c
1
1 1
P’i = 13−1142 [1,33(1,42−1)+1,33.1,42
1,25−1 (1-10961907) - 1,42−11 (1-1040354 )]
Pi’ =26 kG/cm2
21 Aùp suất chỉ thị trung bình
Trang 810150.4,5.0,95
1,04.25,22.354
.
.
H s H
s i i
P Q
T p M
0,146(kg/mlct.h) 10150.0,425
632,3
632,3
Q
g
i
H
0,l54 (kg/
mlci.h) 10150.0,40375
632,3
632,3 Q
g
e H
22 Hiệu suất chỉ thị
23 Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị
24 Aùp suất có ích trung bình
25 Hiệu suất có ích động cơ
26 Suất tiêu hao nhiên liệu có ích
27 Thể tích công tác của xy lanh
Vs =
0,9 N e
p e .n.i =
0,9.4080 25,35.750.6 = 0,034 (m3)
Ta cĩ S/D=1,25
Vs = π4D2S
=>> D = 3
√π 1,25 4 Vs = 0,326 (m)
=>> S = 0,326 1,25 = 0,4075 (m)
Ta so sánh với thơng số ban đầu sai số là < 2%