Не все тепло, выделившееся при сгорании топлива в цилиндрах, используется полезно, т. е. преобразуется в механическую работу на валу дизеля. Значительная часть тепла уноситсяс охлаждающей водой и маслом, выбрасывается с отработавшими газами, расходуется при охлаждении наддувочного воздуха, рассеивается в окружающую среду; это тепловые потери двигателя.
Для анализа эффективности работы тепловых двигателей используется понятие о тепловом балансе, который отражает распределение введенной в двигатель химической энергии топлива <3т по составляющим и обычно выражается уравнением’
где Ре — тепло, преобразованное в полезную механическую работу на коленчатом валу дизеля;
Qг — количество теплоты, уносимой с отработавшими газами;
(?п — количество теплоты, отводимой с охлаждающей водой;
Ом — количество теплоты, отводимой от дизеля со смазочным маслом;
Онв — тепло, отводимое от наддувочного Таблица 2
| Тепловые | двигатели | ||||||||
| Параметры дизеляи составляющие теплового баланса | ПД1М | 2Д100 | 1 ОД 1 00 | 1 1Д45 | 2Д70 | ЗД70 | 1А-5Д4 9 | 2А-5Д49 | 1Д49 |
| Эффективная мощность, кВт Частота вращения вала, об/мин Удельный эффективный расход топлива, г/(кВт-ч) Теплота, внесенная в цилиндры дизеля с топливом, МДж/ч Полезно использо- | 880 750 225 8375,4 3182,5 | 1470 850 231 14363,8 5171,0 | 2200 850 218 20287,1 7709,1 | 2200 750 231 21496,9 7738,9 | 2200 1000 204 18984,2 7878,4 | 2940 1000 207 25742,9 10554,6 | 2200 1000 214 19914,8 8165,2 | 2940 1000 211 26240,4 10758,4 | 4420 1100 220 41132,5 16247,3 |
| ванное тепло, МДж/ч | 38,0 | 36,0 | 38,0 | 36,0 | 41,5 | 41,0 | 40,5 | 41,0 | 39,5 |
| Отвод тепла с водой, МДж/ч | 1884,4 | 2154,6 | 2333 | 3654,5 | 2750,0 | 2934,1 | 2788,1 | 3411,2 | 5552,9 |
| 22,5 | 15,0 | 11,5 | 17,0 | 14,5 | П,4 | 14,0 | 13,0 | 13,5 | |
| Отвод тепла с маслом, МДж/ч | 293,1 | 1580,0 | 2028,7 | 1891,7 | 957.0 | 1640,5 | 1553,3 | 1705,6 | 2056,6 |
| 3,5 | 11.0 | 10,0 | 8,8 | 5,0 | 6,4 | 7,8 | 0,5 | 5,0 | |
| Отвод тепла от наддувочного воздуха, МДж/ч Унос тепла с отра- | 170,7 | — | 1623,0 | 967,4 | 1568,6 | 1840,4 | 1254,6 | 1968,0 | 3496,3 |
| 2,0 2847,7 | 5458,2 | 8,0 6593,3 | 4,5 7244,5 | 8,2 5847,1 | 7,1 8778,4 | 6,3 6173,6 | 7,5 8396,8 | 8,5 13779,4 | |
| ботавшими газами, МДж/ч | 34 | 38,0 | 32,5 | 33,7 | 30,8 | 34,1 | 31,0 | 32,0 | 33,5 |
Примечание. В знаменателе дан процент от тепла, внесенного в цилиндры дизеля с топливомвоздуха (в охладителе воздуха); Рпр — прочие тепловые потери (рассеивание тепла в окружающую среду, потери от неполноты сгорания топлива и др.).
Все перечисленные составляющие теплового баланса определяют экспериментально на испытательном стенде и относят к одному часу работы двигателя, т. е. размерность составляющих килоджоуль/час (кДж/ч). Так, теплота, внесенная в двигатель с топливом где Он — теплота сгорания (теплотворность) дизельного топлива, составляющаяпримерно 42 300 кДж/кг; Вч — расход топлива дизелем, кг/ч.
Составляющие теплового баланса меняются в зависимости от нагрузки, температуры воды и масла, температуры окружающего воздуха, частоты вращения вала дизеля и т. д. Так, например, при температуре охлаждающей воды 50 °С отвод тепла в воду примерно в 1,4 раза больше, чем при температуре воды в системе 90 °С; соответственно тепло перераспределяется и по другим составляющим. В табл. 2 приведены тепловые балансы различных тепловозных дизелей при температуре воды 70-80°С.
⇐ | Пойда А. А. — Тепловозы — Горение топлива в цилиндрах дизеля | | Тепловозы: Механическое оборудование: Устройство и ремонт | | Мощность и к. п. д. дизеля | ⇒