Пойда А. А. - Тепловозы - Тепловой баланс дизелей*/?> Тепловой баланс дизелей

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
Отвод тепла с водой, МДж/ч	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
Отвод тепла с маслом, МДж/ч	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.