Nghiên cứuảnh hưởng của trạng thái kĩ thuật sinh hàn gió tăng áp đến quá trình công tác của động cơ dieselHanshin6LU32 (tt)

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu khoa học riêng tôi, tƣ liệu, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tôi xin cam đoan thông tin trích dẫn luận văn đƣợc ghi rõ nguồn gốc Tác giả luận văn KS Nguyễn Văn Kiên i LỜI CẢM ƠN Đƣợc giúp đỡ tận tình thầy giáo TS Phạm Xuân Dƣơng thầy cô bạn đồng nghiệp, hoàn thành đề tài tốt nghiệp thạc sỹ hạn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hƣớng dẫn TS Phạm Xuân Dƣơng thầy khác giúp đỡ hoàn thành đề tài Tuy nhiên thời gian có hạn nên đề tài khó tránh khỏi sai sót định Kính mong đƣợc gúp đỡ thầy để đề tài hoàn thành tốt Xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục hình vi Mở đầu Chƣơng TỔNG QUAN VỀ TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ DIESEL 1.1 Hệ thống tăng áp diesel tàu thủy 1.2 Ảnh hƣởng chất lƣợng tăng áp tới tiêu kinh tế, kỹ thuật động 12 1.3 Thiết bị trao đổi nhiệt 16 1.4 Sự cần thiết việc làm mát trung gian cho không khí tăng áp 20 1.5 Ảnh hƣởng tổ hợp tuabin khí máy nén đến thông số động Diesel 21 Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG SINH HÀN GIÓ TĂNG ÁP VÀ CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƢNG CHO CHU TRÌNH LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ 26 2.1 Cơ sở lý thuyết 26 2.2 Ảnh hƣởng trạng thái kỹ thuật tới cộng tác sinh hàn làm mát gió tăng áp 47 2.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng trạng thái kỹ thuật tổ hợp tuabin khí, máy nén sinh hàn gió tăng áp tới trình công tác động 53 CHƢƠNG ẢNH HUỞNG CỦA CHẤT LUỢNG NHIÊN LIỆU ĐẾN QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL HANSHIN 6LU32 58 3.1 Giới thiệu động diesel tàu biểnHanshin loại 6LU32 58 3.2 Thứ tự tính toán ảnh hƣởng chất lƣợng tình trạng kĩ thuật sinh hàn gió tăng áp đến trình công tác động diesel Hanshin 6LU32 59 iii 3.3 Xây dựng sơ đồ thuật toán tính toán ảnh hƣởng nhiệt độ đầu trình nạp đến trình công tác động diesel Hanshin 6LU32 60 3.4 Giới thiệu phần mềm tính toán 61 3.5 Kết tính toán lý thuyết ảnh hƣởng tình trạng kĩ thuật sinh hàn gió tăng áp đến trình công tác động 62 3.6 Tổng hợp từ kết tính toán 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 iv DANH MỤC CÁCBẢNG Số bảng Tên bảng Trang 1.1 Thông số tuabin tăng áp hƣớng kính 1.2 Thông số tuabin tăng áp hƣớng trục v DANH MỤC CÁCHÌNH Số hình Tên hình Trang 1.1 Tăng áp dẫn động khí 1.2 Tăng áp tuabin khí 1.3 Tăng áp hỗn hợp lắp nối tiếp 1.4 Tăng áp hỗn hợp lắp song song 1.5 Hai loại hệ thống tăng áp tuabin Quan hệ ge pe động Diesel với mức độ 1.6 tăng áp khác nhau.1-không tăng áp; 2-pk=1,5Mpa; 3- 15 pk=0,21Mpa 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 Sơ đồ phân loạithiết bị trao đổi nhiệt hệ thống động lực Diesel tàu thủy 17 Một số loại sinh hàn gió tăng áp động Diesel tàu thủy 18 Ống dẹt bố trí so le có cánh hình chữ nhật Ống dẹt bố trí song song có cánh hình chữ nhật Ống dẹt bố trí so le có cánh gợn sóng 18 18 19 1.12 Ống dẹt bố trí song song có cánh gợn sóng 19 1.13 Ống tròn bố trí song song có cánh tròn 19 1.14 Ống tròn bố trí so le có cánh tròn 19 1.15 Ống tròn bố trí song song có cánh gợn sóng 19 1.16 Ống tròn bố trí so le có cánh gợn sóng 22 1.17 1.18 2.1 Sự phụ thuộc áp suất không khí nạp vào sức cản sinh hàn gió tăng áp Sự thay đổi hệ số nạp ηn hệ số khí sót γr động hai kỳtheo tỷ số pr/ps vòng quay khác Xác định hệ số điều chỉnh εφ vi 23 24 36 2.2 Quá trình trao đổi nhiệt hai chất lỏng chiều 39 2.3 Quá trình trao đổi nhiệt hai chất lỏng ngƣợc chiều 40 2.4 Ảnh hƣởng tổn thất áp suất đến hệ số tổn thất ξ 51 2.5 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Đặc tính cột áp lƣu lƣợng tổ hợp máy nén đƣờng ống sinh hàn gió tăng áp Động diesel tàu biển loại Hanshin 6LU32 Ảnh hƣởng nhiệt độ khí nạp TC1 đến áp suất cháy theo góc quay trục khuỷu Ảnh hƣởng nhiệt độ khí nạp TC2 đến áp suất cháy theo góc quay trục khuỷu Ảnh hƣởng nhiệt độ khí nạp TC3 đến áp suất cháy theo góc quay trục khuỷu Ảnh hƣởng nhiệt độ khí nạp đến áp suất cháy theo góc quay trục khuỷu vii 52 59 61 63 63 64 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Đối với động diesel tàu thủy, yếu tố quan trọng độ tin cậy trọng lƣợng, kích thƣớc nhỏ gọn Do động diesel bố trí tăng áp tuabin khí xả có công suất đơn vị trọng lƣợng lớn nên chúng đƣợc ứng dụng phổ biến hệ động lực tàu thủy So với động không tăng áp chúng có số ƣu điểm khác nhƣ: suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ chế độ gần chế độ định mức; tuổi thọ cao độ ồn nhỏ Với động tăng áp, trạng thái kỹ thuật hệ thống nạp có ảnh hƣởng lớn tới tính kinh tế độ tin cậy động cơ, số trƣờng hợp làm xấu trình làm việc động dẫn đến giảm kinh tế nhƣ tuổi thọ Để khai thác loại động có hiệu đảm bảo độ tin cậy, điều quan trọng phải trì trạng thái kỹ thuật hệ thống nạp, thông số trạng thái không khí nạp phạm vi cho phép Nắm rõ liên quan chặt chẽ thông số đầu vào với thông số làm việc động diesel nhƣ công suất, suất tiêu hao nhiện liệu, tải trọng nhiệt lên chi tiết làm việc động chế độ khác đặc biệt quan trọng khai thác động Các thông số trạng thái không khí nạp xy lanh đầu hành trình nén lƣợng không khí nạp có ảnh hƣởng lớn đến toàn chu trình công tác động dẫn đến thay đổi áp suất có ích bình quân, hiệu suất thị… Mặc dù, có số tài liệu đề cập tới vấn đề này, nhiên việc nghiên cứu cụ thể ảnh hƣởng trạng thái kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp tới thông số công tác động chƣa có tài liệu nghiên cứu Vì lý nên chọn đề tài tốt nghiệp thạc sỹ: “ Nghiên cứuảnh hưởng trạng thái kĩ thuật sinh hàn gió tăng áp đến trình công tác động dieselHanshin6LU32” Mục đích nghiên cứu đề tài Phân tích ảnh hƣởng trạng thái kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp tới trình công tác động diesel tàu thủy Từ làm sở cho việc quản lý kỹ thuật khai thác hiệu sinh hàn gió tăng áp trình khai thác sử dụng để nâng cao công suất động Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tƣợng nghiên cứu đề tài nghiên cứu ảnh hƣởng trạng thái kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp tới thông số công tác động diesel tàu thủy Trong điều kiện tại, luận văn giới hạn nghiên cứu ảnh hƣởng trạng thái kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp tới công suất thị công suất có ích động Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài Nghiên cứu mô hình ảnh hƣơng trạng thái kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp tới thông số công tác động diesel tàu thủy Sử dụng phần mềm Matlab để xác định ảnh hƣởng trạng thái kĩ thuật sinh hàn gió tăng áp đến thông số công tác động diesel tàu thủy Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Trên sở mô hình toán học, đề tài phân tích ảnh hƣởng trạng thái kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp tới trình công tác động diesel, từ đề xuất giải pháp xử lý Trên sở toán tính nhiệt, đề tài phân tích, đánh giá đƣợc trạng thái kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp Từ kết nghiên cứu đề tài làm sở cho việc quản lý kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp, khai thác hiệu trình khai thác sử dụng nhằm nâng cao công suất động CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ DIESEL 1.1 Hệ thống tăng áp diesel tàu thủy 1.1.1 Khái niệm hệ thống tăng áp động Động không tăng áp, trực tiếp nạp không khí từ trời, bị hạn chế số lƣợng không khí nạp vào xy lanh nên khả nâng cao công suất động không lớn Nếu dùng máy nén riêng để nén không khí trƣớc đƣa vào xy lanh động làm tăng mật độ không khí, qua tăng khối lƣợng không khí nạp vào xy lanh chu trình Nhƣ vậy, chu trình công tác động lƣợng nhiên liệu đƣợc đƣa vào xy lanh nhiều hơn, làm tăng công suất động mà khối lƣợng kích thƣớc động tăng lên không nhiều Cách làm đƣợc gọi tăng áp Với động diesel, tăng áp biện pháp cƣờng hóa Pe tốt Đặc biệt thời gian gần đây, kỹ thuật chế tạo tuabin máy nén sử dụng lƣợng khí xả nên phạm vi sử dụng tăng áp ngày mở rộng áp suất tăng áp Pk ngày nâng cao làm cho tính động lực học động tốt động không tăng áp mà giảm suất tiêu hao nhiên liệu Nếu áp suất có ích trung bình động diesel không tăng áp Pe thƣờng không 0,7 – 0,9 Mpa Pe động diesel tăng áp dễ đạt 1,0 – 2,0 Mpa, nâng cáo áp suất tăng áp Pk làm mát trung gian cho không khí phía sau máy nén đƣa áp suất có ích trung bình Pe động thực nghiệm tới 4Mpa Nhiều động tăng áp chế tạo đạt đƣợc Pe≥3Mpa Tuy nhiên nâng cao mức độ tăng áp, động diesel đƣợc cƣờng hóa nhanh Pe làm tăng phụ tải khí nhƣ phụ tải nhiệt động cơ, phải đặt yêu cầu khắt khe chế tạo chi tiết nhóm piston, xy lanh, xupap, nắp xy lanh, bạc trục, bạc biên… Ngoài đòi hỏi tạo hệ thống nhiên liệu với quy luật cấp nhiên liệu khắt khe hơn, vòi phun có áp suất cao hệ thống tăng áp tuabin khí hoàn hảo ... trạng thái kĩ thuật sinh hàn gió tăng áp đến trình công tác động dieselHanshin6LU32 Mục đích nghiên cứu đề tài Phân tích ảnh hƣởng trạng thái kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp tới trình công tác động. .. kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp tới thông số công tác động diesel tàu thủy Trong điều kiện tại, luận văn giới hạn nghiên cứu ảnh hƣởng trạng thái kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp tới công suất thị công. .. thuật sinh hàn gió tăng áp tới trình công tác động diesel, từ đề xuất giải pháp xử lý Trên sở toán tính nhiệt, đề tài phân tích, đánh giá đƣợc trạng thái kỹ thuật sinh hàn gió tăng áp Từ kết nghiên