Что называется индикаторной мощностью

Индикаторная мощность

Смотреть что такое «Индикаторная мощность» в других словарях:

ИНДИКАТОРНАЯ МОЩНОСТЬ — (Indicated horse power) мощность, развиваемая поршнем внутри рабочего цилиндра. Определяется путем расчета по среднему индикаторному давлению в цилиндре двигателя, по числу его оборотов, по площади и ходу поршня. И. М. больше эффективной мощности … Морской словарь

индикаторная мощность — производительность — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы производительность EN indicated output … Справочник технического переводчика

индикаторная мощность в л. с. — индикаторная мощность в л. с. — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN indicated horsepower … Справочник технического переводчика

индикаторная мощность — 3.15 индикаторная мощность: Полная мощность, развиваемая в рабочих цилиндрах в результате давления рабочего тела, действующего на поршень. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Индикаторная мощность — Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Проставить интервики в рамках проекта Интервики. Дополнить статью … Википедия

индикаторная мощность — rodomoji galia statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. indicated power vok. Indikatorleistung, f; indizierte Leistung, f rus. индикаторная мощность, f pranc. puissance indiquée, f … Fizikos terminų žodynas

индикаторная мощность — indikatorinė galia statusas T sritis Energetika apibrėžtis Darbas, kurį stūmoklinės mašinos cilindre atlieka dujos per laiko vienetą. Indikatorinė galia apskaičiuojama iš indikatorinės diagramos. atitikmenys: angl. indicated output; indicated… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

ИНДИКАТОРНАЯ МОЩНОСТЬ — мощность, развиваемая внутри цилиндра двигателя, вычисленная по индикаторной диаграмме или теоретически … Большой энциклопедический политехнический словарь

индикаторная мощность компрессора — индикаторная мощность Отношение индикаторной работы к длительности рабочего цикла. [ГОСТ 28567 90] Тематики компрессор Синонимы индикаторная мощность EN indicated power DE Innenleistung … Справочник технического переводчика

ИНДИКАТОРНАЯ МОЩНОСТЬ ПАРОВОЗА — полная мощность паровоза, измеряемая работой пара в цилиндрах паровозной машины в единицу времени (в 1 сек.) или, что то же, работой в 1 сек. индикаторной силы тяги Fi килограммов, приложенной к ободу движущих колес. Если скорость паровоза, т. е … Технический железнодорожный словарь

Источник

2.2.6 Индикаторные показатели рабочего цикла

Эффективность действительного теплового цикла ДВС характеризуется индикаторными показателями, которые определяются расчетом или экспериментально при обработке индикаторных диаграмм. Рассмотрим следующие индикаторные показатели: среднее индикаторное давление P_i; индикаторную мощность N_i; индикаторный КПД ƞ_i ; удельный индикаторный расход топлива g_i.

Средним индикаторным давлением p_¡ ДВС называется условное постоянное давление газа, которое, действуя на поршень при расширении, совершает работу, равную работе газов за весь цикл.

Индикаторная расчетная (теоретическая) работа газов, Дж, за один цикл в одном цилиндре

где p_¡p — расчетное среднее индикаторное давление цикла, МПа;

Отсюда получаем расчетное среднее индикаторное давление, МПа:

Чтобы понять физический смысл понятия расчетного среднего индикаторного давления p_¡p, рассмотрим индикаторную диаграмму в координатах р— V на рис. 2.8. Геометрически среднее индикаторное давление газа p_¡ — это высота прямоугольника, равновеликого полезной площади действительной индикаторной диаграммы, построенного на основании V_h. Работа, эквивалентная площади теоретической индикаторной диаграммы, для рабочего цикла дизеля определится следующим образом:

Рис. 2.8. Индикаторная диаграмма и среднее индикаторное давление: р — давление газа; V— объем, занимаемый газом; Vс, V_h, Vа — соответственно
объем камеры сгорания, рабочий объем цилиндра и полный объем цилиндра;
ВМТ, НМТ — соответственно верхняя и нижняя мертвые точки положения
поршня; r — начало впуска; а — начало сжатия; с — конец сжатия; z’ — начало расширения при постоянном давлении у дизеля; r — начало расширения
при изменяющемся давлении; b — конец расширения; р₀ — давление атмосферного воздуха; р_i — среднее индикаторное давление газа

где L_z’z, L_zb — работа газов соответственно на участках z’z и zb, Дж;
L_ас — работа сжатия газа на участке ас, Дж.

Суммарная полезная работа, Дж, за цикл дизеля после определения
и сложения выражений для L_z’z, L_zb, L_ас и соответствующих
преобразований.

Делением полезной работы L_iр, Дж, на рабочий объем V_h, см3, цилиндра получаем с учетом ивыражений расчетное (теоретическое) среднее индикаторное давление дизеля, МПа:

Уравнение расчетного среднего индикаторного давления рабочего цикла бензинового двигателя получаем при подстановке в предыдущее уравнение р = 1 и δ =ε, т.е.

Площадь действительной индикаторной диаграммы меньше теоретической диаграммы за счет скругления у расчетных точек с, z’, z, b и насосных потерь Δр, возникающих при впуске и выпуске газа. Скругления диаграммы обусловлены тепловыми потерями, поскольку реальный процесс горения отличается от теоретического горения.

Среднее индикаторное давление, МПа, действительного цикла

где φ _g — коэффициент, учитывающий полноту действительной индикаторной диаграммы ( φ _g = 0,92…0,97). Значения коэффициента φ _g для бензиновых ДВС больше, чем для дизелей.

Насосные потери, МПа, в четырехтактных двигателях равны разности давлений на выпуске P_r и на впуске P_а:

Действительная величина среднего индикаторного давления р_i, при полной нагрузке составляет, МПа:

Индикаторная мощность N_i,- — мощность, развиваемая газами в цилиндре двигателя, — это работа газов в единицу времени (кДж/с).

Индикаторная работа L_i кДж, за один цикл многоцилиндрового 1 двигателя с числом цилиндров i

1 В многоцилиндровых двигателях сумма рабочих объемов всех цилиндров
выражается в литрах (1 л = 1 дм 3 ) и называется литражом двигателя.

где V_h=FS— рабочий объем цилиндра, л.

Умножив индикаторную работу на число рабочих циклов в секунду —, получим индикаторную мощность, кВт:

В действительном цикле ДВС часть теплоты отводится системой охлаждения, а часть теряется с отработавшими газами, через стенки цилиндров и за счет неполного сгорания топлива. Степень использования теплоты в действительном цикле оценивается индикаторным КПД.

где G_T, — часовой расход топлива, кг/ч; h_u— низшая удельная теплотворная способность топлива, кДж/кг; 3 600 — часовая индикаторная работа, кДж/(кВт ч) (термический эквивалент работы, равный 1 кВт ч).

Индикаторные показатели действительных циклов четырехтактных ДВС

Источник

Индикаторные и эффективные показатели работы двигателя

В идеальном поршневом двигателе подводимое тепло частично превращается в полезную работу, частично отдается холодному источнику.

В реальном двигателе тепло, выделяющееся при сгорании топлива, частично переходит в так называемую “эффективную” работу; остальная часть составляет тепловые потери двигателя. Под эффективной работой понимают полезную работу, совершаемую двигателем на фланце отбора мощности.

Тепловой баланс судового дизеля и его составляющие

Характер распределения тепла в двигателе по основным статьям может быть оценен на основе внешнего теплового баланса. Баланс составляется по данным экспериментальных исследований двигателя на различных установившихся режимах его работы (когда стабилизируется тепловое состояние). Тепловой баланс может быть абсолютным, выраженным в абсолютных единицах (ккал/час, кДж/час), или удельным, когда каждая составляющая баланса относится к единице мощности двигателя. В обоих случаях баланс можно выразить в % или долях от общего количества тепла, способного выделиться от сгорания всего топлива, подаваемого в цилиндры.

Уравнение баланса тепла имеет вид:

При прочих равных условиях, баланс тепла в 2-х и 4-тактных дизелях примерно одинаков. Однако, учитывая более высокий уровень форсировки по наддуву современных 4-тактных ДВС, можно отметить дальнейшее уменьшение в них доли Q_охл (до 10 ÷ 18 %).

В современных силовых установках теплоходов теплота, уходящая с газами и с водой, частично утилизируется, что повышает КПД всей установки. Возможности утилизации тепла охлаждающей воды ограничены ввиду невысокого температурного уровня — максимальная температура ее не превышает 65 ÷ 85 °C. Это тепло обычно используется для опреснения забортной воды в вакуумных опреснительных установках. Принципиально это тепло можно использовать в рефрижераторных установках на рефрижераторных судах или для подогрева питательной воды в контуре утилизационного турбогенератора.

Тепло уходящих газов используется для наддува двигателя в газовой турбине; после турбины тепло газов утилизируется в утилизационных котлах. Котлы могут давать горячую воду или пар низкого давления (2 ÷ 7 бар) для бытовых нужд, пар для работы вспомогательных механизмов (в том числе для утилизационного турбогенератора) или разогрева нефтепродуктов. По данным фирмы Зульцер, путем утилизации тепла выпускных газов полезное теплоиспользование можно повысить на

Индикаторная и эффективная мощность двигателя

Мощность, соответствующая индикаторной работе цикла, называется индикаторной мощностью. Мощность двигателя равна сумме мощностей всех цилиндров. Если принять, что во всех цилиндрах — одинаковое среднее индикаторное давление, то индикаторная мощность двигателя простого действия, равная индикаторной работе в 1 сек, может быть найдена по формуле:

Если давление дано в мегапаскалях ( p_mi МПа), то формулу можно записать в виде:

В практике эксплуатации современного морского флота, в отчетной документации по сей день широко используется внесистемная единица измерения мощности – лошадиная сила (1 л. с. = 75 кгм).

Для перевода лошадиных сил в киловатты (в международную систему единиц) необходимо иметь в виду, что 1 л. с. = 0,736 кВт.

Если среднее индикаторное давление измеряется в барах ( P_mi бар), то формула несколько изменяется:

В практике часто используется другая разновидность этой формулы:

В практике эксплуатации мощность определяется порознь для каждого цилиндра путем нахождения p_mi по индикаторным диаграммам. Диаграммы снимаются с каждого цилиндра на установившемся режиме работы двигателя. Полная мощность двигателя рассчитывается суммированием моностей цилиндров:

Эффективная мощность двигателя N_e соответствует эффективной работе в единицу времени на фланце отбора мощности. Это есть полезная мощность, отдаваемая потребителю. Эффективная мощность меньше индикаторной на величину мощности механических потерь двигателя N_м :

По аналогии с зависимостью (Формула 5) можно записать:

Среднее эффективное давление меньше среднего индикаторного давления на величину p_м :

Величина p_м — некоторое условное давление, постоянное на протяжении всего рабочего хода поршня, идущие на покрытие механических потерь двигателя.

Как следует из формулы 3, основными факторами, определяющими мощность двигателя, являются:

Постоянное возрастание индикаторной мощности у современных двигателей обеспечивается увеличением среднего индикаторного давления p_mi путем форсирования дизелей наддувом и сжиганием большего количества топлива в том же объеме цилиндра. Максимальная цилиндровая мощность у современных малооборотных дизелей достигает N_eц = 5 490 ÷ 6 950 кВт (7 470 ÷ 9 450 элс), у среднеоборотных — 1 100 – 1 325 кВт (1 500 ÷ 1 800 элс) в цилиндре.

Определение среднего индикаторного давления

Рис. 1 Индикаторная диаграмма двигателя 6L80GF (Т/х «Капитан Димов», 31.07.89, n = 94,5 об/мин )

После определения площади диаграммы p_mi рассчитывается по формуле:

В электронных системах определения нагрузки цилиндра могут быть сняты развернутая и нормальная (рис. 2) индикаторные диаграммы. Среднее индикаторное давление в таких системах определяется методами приближенного интегрирования. Все необходимые расчеты выполняются по программе без участия механика.

Рис. 2 Нормальная индикаторная диаграмма, снятая электронной системой MALIN 3000

При теоретических расчетах среднее индикаторное давление может быть найдено с помощью теоретической индикаторной диаграммы (путем ее планиметрирования по аналогии с рассмотренным выше) или расчетным путем. Расчетная зависимость для определения p_i впервые выведена проф. Е. К.Мазингом на основе общих уравнений термодинамики.

Как известно, работа политропного сжатия рабочего тела от точки “а” до точки “с” цикла с показателем политропы n₁ определяется равенством:

Работа расширения газов при постоянном давлении P_z от точки “z₁“ до точки “z” цикла равна:

Работа политропного расширения в теоретическом цикле от точки “z” до точки “b” с показателем политропы n₂ определится как:

Индикаторная работа теоретического цикла равна алгебраической сумме работ расширения и сжатия:

Подставляя значения слагаемых правой части, можно получить:

P b V b / P z V z = T b / T z = V z / V b n 2 – 1 = 1 / ε m 2 – 1 ;

P a V a / P c V c = T a / T c = V c / V a n 1 – 1 = 1 / ε m I – 1 ;

Тогда теоретическое давление расчетного цикла определится как (с учетом соотношения

Это — более общее уравнение для расчета теоретического индикаторного давления в 2-тактных двигателях, которое может быть использовано и для расчета высокофорсированных 4-тактных двигателей, у которых пренебрежение потерянным ходом поршня дает большие погрешности.

Расчетное значение среднего индикаторного давления принимается с учетом так называемого “коэффициента скругления” ξ теоретической индикаторной диаграммы:

Теоретической диаграмме придается форма, возможно более близкая к реальной; скругление диаграммы производится от руки (рис. 3).

Рис. 3 Скругление теоретической индикаторной диаграммы

Для 4-тактных двигателей коэффициент скругления, учитывающий уменьшение площади диаграммы в результате скругления, лежит в пределах:

В 2-х тактных двигателях с неуправляемым выпуском, когда выпускные окна закрываются позже продувочных, Рабочие процессы дизелей процесс сжатия начинается после закрытия выпускных окон (рис. 4, а).

Рис. 4 Скругление хвостовой части теоретической индикаторной диаграммы 2-тактного дизеля при неуправляемом (а) и управляемом (б) выпусков

У 2-тактных двигателей с управляемым выпуском (рис. 4, б) выпуск газов из цилиндра начинается в точке b ранее расчетной точки “b” (поскольку диаграмма замыкается по моменту начала сжатия — точке “a” ). В этом случае имеются дополнительные потери площади индикаторной диаграммы в ее хвостовой части. Коэффициент скругления находится в пределах:

Среднее индикаторное давление численно равно работе с единицы объема цилиндра, следовательно, не зависит от геометрических размеров цилиндра. Оно зависит от степени наддува и может быть использовано для оценки уровня форсировки двигателя. У 2-тактных дизелей, выпускаемых промышленностью, среднее индикаторное давление находится в пределах:

В процессе испытаний опытных двигателей на стенде получены уровни форсировки, характеризуемые p_mi = 4,0 МПа.

Коэффициенты полезного действия и их взаимосвязь

При анализе идеальных циклов дана зависимость ( Принцип действия ДВС, основные понятия Вычисление полного объема цилиндра) для термического КПД цикла со смешанным подводом тепла:

Кроме того, в реальном двигателе имеются дополнительные потери тепла Q_mn из-за теплообмена с охлаждающей двигатель жидкостью и с окружающей средой. Все потери тепла в цилиндре реального двигателя учитываются индикаторным коэффициентом полезного действия η_i :

Связь между термическим и индикаторным КПД устанавливается с помощью относительного индикаторного коэффициента полезного действия η_io :

По аналогии с формулой 22 можно записать:

Связь между индикаторным и эффективным КПД устанавливается с помощью механического коэффициента полезного действия η_м :

Механический КПД учитывает все механические потери, входящие в долю Q_м теплового баланса двигателя. Можно написать:

Момент начала выпуска газов из цилиндра влияет на долю Q_газ тепла с уходящими газами и соответственно на индикторный КПД. У двигателей с газотурбинным наддувом угол опережения газовыпуска увеличивается для повышения мощности газовой турбины (чем больше уровень форсировки, тем больше при прочих равных условиях угол опережения газовыпуска). Это неминуемо снижает индикаторный КПД цилиндра. Однако эффективный КПД удается сохранить при форсировке двигателя на том же уровне или даже повысить главным образом за счет увеличения механического КПД.

У выполненных конструкций двигателей численные значения КПД находятся в пределах (таблица)

Удельные расходы топлива

Удельным расходом топлива называется отношение часового расхода топлива G_m к мощности двигателя. Различают удельный эффективный расход топлива g_e и удельный индикаторный расход топлива g_i :

Удельные расходы топлива, определенные в процессе эксплуатации, позволяют судить о техническом состоянии дизеля путем сравнения с паспортными параметрами по расходу топлива.

Как видно из последних формул, удельные расходы топлива обратно пропорциональны КПД и определяются теми же факторами, рассмотренными в статье Процессы газообмена в СДВС “Процессы газообмена”.

Можно написать, что объемный часовой расход воздуха на двигатель при параметрах P_s, T_s равен:

Необходимый объем воздуха для сгорания 1 кг топлива V₁ при теоретически необходимом на сгорание объеме

— теоретически необходимый объем воздуха для сгорания 1 кг топлива.

Часовой расход топлива равен отношению всего расхода воздуха на двигатель к потребному расходу на сжигание на 1 кг топлива:

Поскольку индикаторная мощность двигателя равна:

то удельный индикаторный расход топлива g_i определится равенством:

L 0 ″ = L 0 ′ ν s = μ B L o ν s ;

Подставив это значение

В последней зависимости приняты размерности величин:

Вид зависимости не изменится, если давление продувочного воздуха и среднее индикаторное давление будут иметь размерность бар или МПа.

Если расход топлива отнести к кВт-час, то при той же размерности исходных величин формула принимает вид:

У современных судовых дизелей удельные расходы топлива находятся в пределах:

g i = 156 ÷ 197 г / к В т – ч а с ( 115 ÷ 145 г / и л с – ч а с ) ;

У высокофорсированных 4-тактных двигателей удельные эффективные расходы топлива достигли 190 г/кВт-час (140 г/элс-час) и даже ниже. Согласно сообщениям ведущих дизелестроительных фирм, минимальные удельные расходы топлива достигнуты у сверхдлинноходовых малооборотных дизелей. Они составляют 166-177 г/кВт-час (122-130 г/элс-час).

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Источник

Индикаторная мощность

Индика́торная мо́щность паровой машины — определяется как сумма мощности, получаемой на коленчатом валу (эффективная мощность), и мощности, расходуемой на потери (мощность трения). Понятие индикаторной мощности применяется также в теории двигателей внутреннего сгорания.

Измерение

Индикаторная мощность двигателя определяется путём обработки индикаторных диаграмм, полученных при испытании двигателя. Индикаторная мощность конкретного двигателя различна при различных режимах его работы. Зависимость индикаторной мощности от частоты вращения двигателя называется скоростной характеристикой.

Чтобы построить скоростную характеристику, снимают индикаторные диаграммы на различных частотах вращения двигателя, и путём планиметрирования площадей полученных диаграмм определяют индикаторную мощность на данной частоте вращения. Индикаторная мощность частично расходуется на преодоление сил трения внутри двигателя и на приведение в действие вспомогательных механизмов (клапанов, системы смазки и т.п.).

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Индикаторная мощность» в других словарях:

ИНДИКАТОРНАЯ МОЩНОСТЬ — (Indicated horse power) мощность, развиваемая поршнем внутри рабочего цилиндра. Определяется путем расчета по среднему индикаторному давлению в цилиндре двигателя, по числу его оборотов, по площади и ходу поршня. И. М. больше эффективной мощности … Морской словарь

индикаторная мощность — производительность — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы производительность EN indicated output … Справочник технического переводчика

индикаторная мощность в л. с. — индикаторная мощность в л. с. — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN indicated horsepower … Справочник технического переводчика

индикаторная мощность — 3.15 индикаторная мощность: Полная мощность, развиваемая в рабочих цилиндрах в результате давления рабочего тела, действующего на поршень. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

индикаторная мощность — rodomoji galia statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. indicated power vok. Indikatorleistung, f; indizierte Leistung, f rus. индикаторная мощность, f pranc. puissance indiquée, f … Fizikos terminų žodynas

индикаторная мощность — indikatorinė galia statusas T sritis Energetika apibrėžtis Darbas, kurį stūmoklinės mašinos cilindre atlieka dujos per laiko vienetą. Indikatorinė galia apskaičiuojama iš indikatorinės diagramos. atitikmenys: angl. indicated output; indicated… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

ИНДИКАТОРНАЯ МОЩНОСТЬ — мощность, развиваемая внутри цилиндра двигателя, вычисленная по индикаторной диаграмме или теоретически … Большой энциклопедический политехнический словарь

Индикаторная мощность — двигателя, полезная работа, совершаемая газами в цилиндре поршневого двигателя в единицу времени; определяется путём обработки индикаторных диаграмм (См. Индикаторная диаграмма), полученных при испытании двигателя. И. м. данного двигателя … Большая советская энциклопедия

индикаторная мощность компрессора — индикаторная мощность Отношение индикаторной работы к длительности рабочего цикла. [ГОСТ 28567 90] Тематики компрессор Синонимы индикаторная мощность EN indicated power DE Innenleistung … Справочник технического переводчика

ИНДИКАТОРНАЯ МОЩНОСТЬ ПАРОВОЗА — полная мощность паровоза, измеряемая работой пара в цилиндрах паровозной машины в единицу времени (в 1 сек.) или, что то же, работой в 1 сек. индикаторной силы тяги Fi килограммов, приложенной к ободу движущих колес. Если скорость паровоза, т. е … Технический железнодорожный словарь

Источник