Удельный расход топлива что такое: Удельный расход топлива. Что это такое, и чем полезен этот параметр? • CHIPTUNER.RU

Содержание

Удельный расход топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ

К.т.н. А.М. Кузнецов, Московский энергетический институт (ТУ)

Удельный расход условного топлива на производство и отпуск тепловой энергии от ТЭЦ для теплоснабжения потребителей является важным показателем работы ТЭЦ.

В известных всем энергетикам учебниках [1, 2] ранее предлагался физический метод разделения расхода топлива на выработку тепла и электроэнергии на ТЭЦ. Так, например, в учебнике Е.Я. Соколова «Теплофикация и тепловые сети» приведена формула расчета удельного расхода топлива на выработку теплоты на ТЭЦ:

bт=143/ηк.с.=143/0,9=159 кг/Гкал, где 143 — количество условного топлива, кг при сжигании которого выделяется 1 Гкал тепловой энергии; ηк.с — КПД котельной электростанции с учетом потерь тепла в паропроводах между котельной и машинным залом (принято значение 0,9). А в учебнике В.Я. Рыжкина «Тепловые электрические станции» в примере расчета тепловой схемы турбоустановки Т-250-240 определено, что удельный расход топлива на выработку тепловой энергии составляет 162,5 кг у.т./Гкал.

За рубежом этот метод не применяется, а в нашей стране начиная с 1996 г в РАО «ЕЭС России» стал применяться другой, более совершенный — пропорциональный метод ОРГРЭС. Но и этот метод также дает значительное завышение расхода топлива на выработку тепла на ТЭЦ [3].

Наиболее правильный расчет затрат топлива на выработку тепла на ТЭЦ дает метод КПД отборов, более подробно представленный в статье [4]. Расчеты, проведенные на основе этого метода, показывают, что расход топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ с турбинами Т-250-240 составляет 60 кг/Гкал [5], а на ТЭЦ с турбинами Т-110/120-12,8-5М — 40,7 кг/Гкал [6].

Рассмотрим метод КПД отборов на примере ПГУ ТЭЦ с паровой турбиной Т-58/77-6,7 [7]. Основные показатели работы такой турбины представлены в таблице, из которой видно, что ее среднезимний режим работы — теплофикационный, а летний — конденсационный.

В верхней части таблицы в обоих режимах все параметры одинаковые. Отличие проявляется только в отборах. Это позволяет с уверенностью выполнить расчет расхода топлива в теплофикационном режиме.

Паровая турбина Т-58/77-6,7 предназначена для работы в составе двухконтурной ПГУ-230 на ТЭЦ в районе Молжаниново г. Москвы. Тепловая нагрузка — Qr=586 ГДж/ч (162,8 МВт или 140 Гкал/ч). Изменение электрической мощности турбоустановки при переходе от теплофикационного режима к конденсационному составляет:

N=77,1-58,2=18,9 МВт.

КПД отбора рассчитывается по следующей формуле:

ηт=N/Qr=18,9/162,8=0,116.

При той же тепловой нагрузке (586 ГДж/ч), но при раздельной выработке тепловой энергии в районной отопительной котельной расход топлива составит:

BK=34,1 .Q/ηр к =34,1.586/0,9= =22203 кг/ч (158,6 кг/Гкал), где 34,1 — количество условного топлива, кг, при сжигании которого выделяется 1 ГДж тепловой энергии; ηрк. — КПД районной котельной при раздельной выработке энергии (принято значение 0,9).

Расход топлива в энергосистеме на выработку тепла на ТЭЦ с учетом КПД отбора:

где ηкс. — КПД котельной замещающей КЭС; ηо — КПД турбоустановки замещающей КЭС; ηэ с. — КПД электрических сетей при передаче электроэнергии от замещающей КЭС.

Экономия топлива при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии по сравнению с районной отопительной котельной: В=Вкт=22203-7053=15150 кг/ч.

Удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии по методу КПД отборов: bтт/Qг=7053/140=50,4 кг/Гкал.

В заключение следует отметить, что метод КПД отборов научно обоснован, правильно учитывает происходящие в энергосистеме процессы в условиях теплофикации, прост в использовании и может найти самое широкое применение.

Литература

1. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.-Л. : Энергия, 1967. 400 с.

2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергоиздат, 1982. 360 с.

3. Кузнецов А.М. Сравнение результатов разделения расхода топлива на отпускаемые от ТЭЦ электроэнергию и тепло различными методами // Энергетик. 2006. № 7. С. 21.

4. Кузнецов А.М. Экономия топлива при переводе турбин в теплофикационный режим// Энергетик. 2007. № 1. С. 21-22.

5. Кузнецов А.М. Экономия топлива на блоке с турбиной Т-250-240 и показатели ее работы // Энергосбережение и водоподготовка. 2009. № 1. С. 64-65.

6. Кузнецов А.М. Расчет экономии топлива и показатели работы турбины Т-110/120-12,8-5М // Энергосбережение и водо подготовка. 2009. № 3. С. 42-43.

7. Баринберг Г.Д., Валамин А.Е., Култышев А.Ю. Паровые турбины ЗАО УТЗ для перспективных проектов ПГУ// Теплоэнергетика. 2009. № 9. С. 6-11.


Удельный расход топлива дизельного двигателя

Многие водители слышали о таком понятии, как удельный расход топлива дизельного двигателя. Все знают, что это за величина, но не все до конца уверенны, от чего она зависит. Целью этой статьи мы ставим рассказать вам о том, как рассчитывается удельный расход топлива, от чего он зависит, признаки повышенного расхода и как уменьшить эту величину.

Как рассчитать удельный расход топлива

Пожалуй, на сегодняшний день, удельный расход топлива является очень важным показателем, как при сравнении, так и выборе двигателя для автомобиля. Он является важной величиной не только для мотора, но и для транспортного средства целиком.

Чтобы рассчитать удельный расход топлива, достаточно разделить величину расхода топлива относительно километража на мощность двигателя. Полученное значение покажет эффективность работы моторы в различных условиях эксплуатации. Идеальным считается двигатель, который потребляет как можно меньше топлива, но при этом, может проехать достаточно большое расстояние.

Обычный бензиновый мотор имеет КПД, равный 30 процентам, а значит и расход топлива у него будет достаточно высокий. Дизели же обладают коэффициентом, равным 30-40 процентам, а турбированные – 50 процентов.

Видео — Тест драйв расхода топлива Citroen C4 1.6 турбодизель

Что влияет на расход топлива?

На расход топлива дизельного двигателя, как и бензинового, влияет множество факторов. Прежде всего, это:

 

  • Пониженное давление в шинах автомобиля. Если давление слишком низкое, то и скорость перемещения авто будет значительно ниже, следовательно КПД мотора заметно упадет.
  • Вес автомобиля. Вес тоже играет решающую роль. Чем автомобиль тяжелее, тем труднее мотору раскручивать передаточные механизмы. Следовательно, большая часть его работы будет затрачиваться на разгон.
  • Агрессивный стиль вождения. Агрессивная манера езды с лишним раскручиванием двигателя на низших передачах и очень резкими замедлениями тоже становится причиной повышенного расхода топлива. Более продуманная и медленная езда может значительно понизить расход топлива автомобиля.
  • Длительная работа на холостом ходу.
  • Грязный воздушный фильтр.

Признаки большого расхода топлива

Большой расход топлива подразумевает потребление большего количества топлива, по сравнению с нормированными показателями. К примеру, автомобиль должен потреблять 6 литров на 100 километров, а его фактический расход составляет 9 литров на 100 километров. Данную величину можно смело считать большим расходом топлива.

Совсем не трудно догадаться, что количество топлива потребляется больше, чем положено. Прежде всего, его не будет хватать на преодоление определенного расстояния.

 

Другой признак увеличенного расхода топлива – это неправильное поведение двигателя. Дело в том, что при попадании лишнего топлива в камеру сгорания, оно сгорает не полностью. Мотор «задыхается» и теряет в мощности, в крайнем случае двигатель пойдет в разнос.  Опасность заключается в том, что топливо догорает в выхлопной системе автомобиля с характерными хлопками. Это говорит о том, что резонатор или глушитель могут прогореть быстрее, чем обычно.

Другая проблема, сопутствующая увеличению расхода топлива – это снижение мощности автомобиля. Как бы это странно не звучало, но повышенное содержание дизельного топлива, по сравнению с воздухом, снижает эффективность работы двигателя, а значит, он теряет в мощности и уменьшает свои экономические показатели.

Последним из доказательств повышенного расхода можно считать большое содержание черного выхлопного дыма. Черный цвет говорит о копоти и сажи, которая образуется в результате не полного сгорания топлива.

Как уменьшить расход топлива дизельного двигателя?

Снижение расхода топлива зависит от причин, которые его вызвали. Однако есть ряд рекомендаций, которые помогут вам снизить этот важный показатель до минимума:

 

  1. Применяйте чистые воздушные фильтры. Понижение кислорода в камере сгорания влечет за собой увеличение потребления топлива, так как грязный фильтр будет обладать повышенным сопротивлением.
  2. Избегайте работы двигателя на холостом ходу. Дело в том, что на холостом ходу содержание воздуха в камере сгорания заметно снижается и поддержание работы двигателя остается за топливом.
  3. Проверяйте давление в шинах. Эта величина должна находиться в пределах нормы. Пониженное давление способствует увеличения сопротивления колес по отношению к приводной части автомобиля.
  4. Следите за исправностью форсунок. Форсунки не вечный механизм. Это относится к их уплотнительной части – резиновым кольцам. В процессе работы они подвергаются износу, и топливо начинает из них вытекать. Чтобы этого не допускать, своевременно производите их диагностику и замену форсунок.
  5. Вытащите все лишнее из багажника автомобиля и не перевозите груз, вес которого превышает максимально установленные параметры. Увеличение нагрузки на кузов автомобиля также создает дополнительное сопротивление. В багажнике должны быть всегда только необходимые предметы и приспособления для автомобиля: огнетушитель, домкрат, небольшой набор инструментов, знак аварийной остановки, трос и один предмет важный для оказания первой помощи – аптечка.
  6. Старайтесь не раскручивать двигатель на максимальные обороты перед каждым включением передач. Агрессивный стиль езды тоже влияет на расход топлива, причем, не лучшим образом.

Придерживаясь этих простых советов можно серьезно увеличить экономию топлива, а значит, повысить эффективность работы двигателя. 

Методика оценочного расчета удельного расхода топлива двухконтурного турбореактивного двигателя | Кузнецов

Определение предельно достижимого уровня технического совершенства для дви­гателя с выбранной конструктивной схемой на начальном этапе проектирования позволяет заранее оценить его конкурентоспособность по сравнению с аналогами. Для оценки уровня технического совершенства силовой установ­ки летательного аппарата (ЛА) используются два параметра: удельный расход топлива C

R и удельный вес двигателя γдв [1]. Определение удельных параметров проектируемого двигате­ля начинается с термодинамического расчета «исходного» режима работы. При этом КПД основных узлов и уровень потерь по газовоз­душному тракту двигателя задаются из пред­шествующего опыта проектирования (данные аналогов или предшествующих модификаций) или определяются в ходе отдельных расче­тов компрессора, турбины и камеры сгора­ния. Прямая аналитическая взаимосвязь па­раметров термодинамического цикла и КПД основных узлов для конкретного двигателя невозможна. Поэтому процесс выбора термо­динамических параметров, таких как температура газа в камере сгорания Т
г
*, суммарнаястепень сжатия πΣ*, степень двухконтурности y и последующий анализ зависимостей CR = f(Тг*, πΣ*, y,. ..), выполняется при постоянных значениях потерь и КПД узлов.

При определении предельно возможного технического уровня двигателя связь между параметрами Тг*, πΣ*, y и максимально возможным КПД узлов может быть установлена.
Основой метода является использование зависимостей максимально возможного политропного КПД ступени компрессора или турбины  от величины нагрузки на ступень, предварительно полученных на основе стати­стических данных. Далее выполняется расчет адиабатического КПД всего компрессора η

к* или турбины ηт* с использованием параметров термодинамического цикла. Подробно метод расчета максимально возможного КПД основ­ных узлов двигателя изложен в [2].

Для рассматриваемой методики расчета установлены следующие допущения и огра­ничения:

  • процесс в двигателе рассматривается как термодинамически равновесный и адиа­батический;
  • приняты постоянные гидравлические потери по газовоздушному тракту;
  • принято равномерное распределение нагрузки (напорности) между ступенями ком­прессора;
  • область применения методики огра­ничивается малоразмерными ТРДД, которые устанавливаются в основном на беспилотные летательные аппараты.

Исходными данными для определения максимально возможного ηк* осевого ком­прессора являются следующие параметры: приведенный расход воздуха GВПР 0, пол­ная температура на входе в компрессор Твх, а также степень повышения полного давле­ния в компрессоре πк* и выбранное количе­ство ступеней компрессора z. В начале рас­чета определяется величина нагрузки на одну ступень Δi*ст0 и степень повышения давления в ступени π*ст0 в первом приближении с ис­пользованием равенств:

где Δiк*ад, ккал/кг — адиабатическое измене­ние энтальпии за компрессором, определяе­мое с помощью термодинамических функций по величинам π

к* и Твх*; Δiадст, кДж/кг — адиа­батическое изменение энтальпии ступени. За­висимость для максимально возможного КПД осевой ступени компрессора от измене­ния энтальпии Δiст* представлена на рисунке 1.

Для каждой ступени компрессора с по­рядковым номером s может быть определена напорность Δiст*(s) и максимальный политропный КПД  (s):

Здесь kα — поправка на потери напорно- сти в ступенях, а kн(s) — коэффициент, опреде­ляющий изменение напорности по ступеням. Для малоразмерных ТРДД число осевых сту­пеней в компрессоре обычно не более 2. В этом случае, в отличие от многоступенчатых ком­прессоров с заданным распределением напор- ности, можно принять k

н(1) = kн(2) = 1.

Политропный КПД с учетом поправки на размерность ступени определяется урав­нениями:

где GВПР(s), кг/с — приведенный расход воздуха на входе в ступень s, Δηпол* — поправка на полит- ропный КПД, определяемая по графической зависимости, представленной на рисунке 2. Графические зависимости для  и Δηпол* представленные на рисунках 1 и 2, получены путем обработки статистических эксперимен­тальных данных по осевым и центробежным ступеням компрессоров на основе данных, за­имствованных из [1, 3, 4].

Адиабатический КПД ступени

Параметры воздуха на выходе из ступени:

где i*вх(s), S*вх(s) — энтальпия и энтропия возду­ха на входе в ступень; Δiст*ад(s) — адиабатиче­ский напор ступени; iст*ад(s), T*ст*ад(s), S*ст*ад(s) — энтальпия, температура и энтропия воздуха на выходе из ступени, рассчитанные с помо­щью термодинамических функций.

Общие параметры осевого компрессора определяются по соотношениям:

Совместное решение уравнений (1)-(11) позволяет определить адиабатический КПД, напорность каждой ступени компрессора и об­щий КПД компрессора.

Аналогичным образом, на основе при­веденных выше зависимостей, может быть составлена методика расчета для компрессо­ра, состоящего из нескольких центробежных или диагональных ступеней. В большинстве современных малоразмерных ТРДД приме­няется одиночная центробежная ступень. Для центробежной ступени следует исполь­зовать зависимость , представ­ленную на рисунке 1. Дополнительными исходными данными для расчета являются приведенный расход воздуха Gв прц и температура торможения Твх* на входе в ступень. Для одноступенчатого центробежного ком­прессора Gв прц = Gв прц0, Твх * — задано. Для за­мыкающей ступени осецентробежного ком­прессора Gв прц = Gв пр(z), Твх*= Тст*(z). При этом расчет адиабатического КПД ступени суще­ственно упрощается:

Изменение энтальпии и параметры воз­духа на выходе из центробежной ступени:

где i*вх, S*вх — энтальпия и энтропия воздуха на входе в ступень, определяемые по Твх*; Δiц*ад — адиабатический напор ступени; iц ад, Tц*ад, Sц*ад — энтальпия, температура и энтропия воздуха на выходе из центробежной ступени.

Для одноступенчатого центробежного компрессора параметры ступени одновремен­но являются параметрами компрессора. Общие параметры осецентробежного компрессора определяются с учетом параметров осевой части:

Методика определения максимально воз­можного адиабатического КПД для турбины компрессора составлена с учетом отбора воз­духа на охлаждение соплового аппарата (СА) и рабочего колеса (РК) для одной или несколь­ких ступеней. В качестве исходных данных используются следующие параметры из рас­чета исходного режима: изменение энталь­пии в компрессоре Δiк*, приведенный расход воздуха Gв пр0, температура торможения Т*г и полное давление Рг* газа на входе в турбину, энтальпия воздуха за компрессором iк*, отно­сительный расход топлива в камере сгорания qт кс = Gт / (3600 · Gв кс). Зависимости для опре­деления механического КПД ηmK = f(Gв пр0) на валу турбины компрессора с учетом при­вода агрегатов и зависимость для определе­ния относительной величины отбора воздуха Δ охл ст(s) = f (Твх*) на охлаждение одной ступе­ни турбины приведены в [2]. Относительный отбор воздуха на охлаждение диска корпуса и дисков турбины Δ охл к = 0,005…0,01.

Коэффициенты расхода воздуха и газа на входе в турбину компрессора:

Величины μв, μг, Δ охл Σ в начале расчета задаются в первом приближении.

Для определения изменения энтальпии газа в турбине компрессора Δi*тк и в отдельной ступени Δi*ст при заданном числе ступеней z (в соответствии с вариантом схемы на рис. 5) используются соотношения:

В сечениях за CA и РК турбины для каж­дой ступени s выполняется пересчет коэффици­ентов расхода с использованием соотношений:

Здесь j — 1 обозначает сечение на вхо­де в CA или РК; j — сечение на выходе из CA или РК; ψса, ψρκ — долевой коэффициент от­носительного расхода воздуха, расходуемого на охлаждение соответственно CA и РК.

Термодинамические параметры на выхо­де из CA определяются с помощью термоди­намических функций:

где iвх*'(s), Твх*'(s), Sвх*'(s) — соответственно эн­тальпия, полная температура и энтропия газа за CA, т.е. на входе в РК; а cp, Rr, кг — соот­ветственно теплоемкость, газовая постоянная и показатель адиабаты этого же газа.

Политропный КПД ступени η*пол(s) опре­деляется с использованием зависимостей:

Δη*пол = f(Аст), если Аст ≤ 40, Δη*пол = 0, если Аст > 40.

Здесь η*maxпол — максимально возмож­ный политропный КПД, определяемый по зависимости, представленной на рисун­ке 3, Δη*пол — поправка на политропный КПД ступени в зависимости от величины пропуск­ной способности Аст, определяемая по зависи­мости на рисунке 4, P*вх(S) — полное давление газа на входе в рабочее колесо ступени. Зависи­мости для η*maxпол получены при обработке стати­стических данных, взятых из [3]. Зависимость для η*пол заимствована из работы [4].

 

Рис. 3. Максимально возможный политропный КПД ступени турбины компрессора

 

 

Рис. 4. Поправка на политропный КПД ступени турбины

 

Aдиабатические параметры за РК и адиа­батический КПД ступени η*ад(s) определяются с использованием уравнений:

где i*ст ад(s), T*ст ад(s), S*ст ад(s) — соответственно адиабатическая энтальпия, полная температу­ра и энтропия газа на входе из РК, определя­емые с помощью термодинамических функ­ций; Δi*ст ад(s) — адиабатический перепад на РК ступени; π*ст (s) — степень понижения полного давления в РК.

Энтальпия газа на выходе из ступени определяется по теплоперепаду в РК и величи­не расхода охлаждающего воздуха

где i*ст (s)- энтальпия газа на выходе из РК.

Рис. 5. Охемы ТРДД: а) первая конструктивная схема, б) вторая конструктивная схема 1 — вентилятор (вар. а), двухступенчатый вентилятор (вар. б), 2 — осевая ступень компрессо­ра ВД (вар. а), двухступенчатая подпорная осевая ступень (вар. б), 3 — центробежная ступень компрессора ВД, 4 — камера сгорания, 5 — турбина ВД, 6 — турбина НД (вар. а), двухступен­чатая турбина НД (вар. б), 7 — сопло второго контура, 8 — сопло первого контура, CA — сече­ние на выходе из соплового аппарата, РК — сечение на выходе из рабочего колеса

Полная температура и давление газа на выходе из ступени турбины:

Tст*(s) = f (qт(j), iст*(s), Pст*(s) = Pвх*(s) / πст*(s) .      (32)

Поскольку для многоступенчатой тур­бины имеют место равенства i*вх (s + 1) = iст*(s) и Pвх*(s + 1) = Pст*(s), приведенные выше урав­нения позволяют выполнить расчет основных параметров для каждой из z ступеней турбины при их совместном решении.

Далее определяются общие параметры турбины компрессора — степень понижения полного давления в турбине π*тк и адиабатиче­ский КПД η*тк:

Турбина низкого давления, связанная вентилятором, рассчитывается аналогичным образом, при этом для определения величин η*maxпол и Δη*пол используются зависимости на ри­сунках 3, 4. В случае если температура на вхо­де в турбину или ступень T*вх(s) < 1200 К, при­нимается Δохлс(s) = 0.

Предложенные процедуры расчета адиа­батического КПД компрессора и турбины ис­пользуются в данном случае как составные части термодинамического расчета исходно­го режима двигателя, выполненные в виде отдельных подпрограмм.

Остальные параметры, характеризующие потери по газовоздушному тракту и полноту сгорания топлива в камере, имеют, как прави­ло, узкие интервалы возможных значений. Их количество и численные значения определяют­ся типом двигателя (ТРД, ТРДД и др.), могут быть заимствованы из [5, 7]. При определе­нии предельно достижимого уровня техниче­ского совершенства двигателя с минимально возможным CR параметры, характеризующие потери по газовоздушному тракту, могут быть заданы в виде постоянных величин. Методи­ка термодинамического расчета исходного ре­жима является общеизвестной, поэтому она исключается из рассмотрения. Для расчета термодинамических функций воздуха и газа в диапазоне температур от минус 50 до 1500 °С используются данные [6], для температур свы­ше 1500 °С — аппроксимирующие зависимости по стандарту NASA sp-273.

Для апробации разработанной методики были выполнены расчеты минимально воз­можных CR применительно к малоразмерным ТРДД. Расчеты выполнены для стандартных атмосферных условий на входе в двигатель Н = 0, М = 0, TH = 288,15 К. Диапазон варьи­руемых основных параметров термодинами­ческого цикла выбран исходя из статистических данных для ТРДД производства Teledyne CAE, Williams International [8]: πΣ* = 10-13,8, Тг* = 1150-1400 К, у = 1. Во всех случаях при­веденный расход воздуха через первый контур был задан равным СВПР 0 = 2,5 кг/с. Исходя из постановки задачи, вместо значений тяги двигателя для всех вариантов рассчитана ве­личина усредненной удельной тяги двигателя I = (Rуд1 + Rуд2 · y)/ (1 + У), где Rуд1 Rуд2 — удель­ная тяга сопел первого и второго контура со­ответственно.

Результаты вариативных расчетов исход­ного режима ТРДД с максимально возможны­ми КПД узлов представлены на рисунках 6, 7. На рисунке 6 представлены расчетные зави­симости CR = (Тг*, πΣ*, I) для первой конструк­тивной схемы ТРДД с одноступенчатым вен­тилятором, компрессором высокого давления (ВД), состоящим из осевой и центробежной ступени, кольцевой прямоточной камерой сгорания, одноступенчатой турбиной высо­кого и низкого давления (НД). Первая схема представлена на рисунке 5 а. Нанесенные ли­нии представляют собой результаты расче­тов множества вариантов исходного режима ТРДД при выбранных постоянных величи­нах термодинамического цикла Тг* = const или πΣ* = const. Каждая точка диаграммы представляет собой минимально возможное значение Cr, достижимое при заданных Tг* , πΣ*, у и внешних условиях.

 

 

Аналогичные зависимости по CR пред­ставлены на рисунке 7 для второй схемы ТРДД с двухступенчатым вентилятором, двумя под­порными ступенями каскада НД, компрессо­ром ВД, состоящим из центробежной ступени, кольцевой прямоточной камерой сгорания, од­ноступенчатой турбиной ВД и двухступенча­той турбиной НД. Вторая схема представлена на рисунке 5б. Дополнительно на рисунке 7 на­несены данные по двигателям семейства мало­размерных ТРДД WR-19 компании Williams In­ternational и расчетные данные этих двигателей, полученные при тех же параметрах термодина­мического цикла с максимально возможными величинами КПД ступеней компрессоров и тур­бин (точки отмечены одинаковыми маркерами). Анализ представленных данных показывает возможность снижения CR для данных двига­телей на 7-10 % при увеличении политропного КПД составляющих ступеней до максималь­но возможного современного уровня (данные на рис. 1, 3). Необходимо учесть, что линия совместной работы в поле характеристик ком­прессора, с учетом обеспечения достаточного уровня запасов газодинамической устойчиво­сти, может быть смещена в область, где КПД на 1-2 % ниже линии максимальных значений. Поэтому максимальный потенциал снижения Cr для окончательно спроектированного и изго­товленного двигателя в данном случае следует уменьшить до 5-8 %.

Из опыта проектирования известно, что при модернизации существующего дви­гателя без существенных изменений газовоз­душного тракта технические риски успешного завершения ОКР считаются минимальными. Однако заказчик может поставить перед раз­работчиком ТРДД задачу снизить удельный расход топлива на величину δCR > 7-10 % с условием сохранения параметров термоди-намического цикла y, Tг*, π*Σ и неизменны­ми габаритно-массовыми характеристиками. В рассмотренном случае задача будет практи­чески не выполнимой, так как существующие методы проектирования и технологические возможности производства не позволят до­стичь требуемого уровня политропного КПД компрессора и турбины. Потребуются дли­тельные НИР по улучшению характеристик основных узлов двигателя. Таким образом, результаты расчета по данной методике мо­гут быть важным дополнительным критерием оценки задаваемых в ТЗ требований по эконо­мичности ТРДД при выполнении поисковых НИР для перспективных ЛА.

Методика может также использоваться для сравнения ТРДД различных схем и с раз­личными параметрами термодинамического цикла. Зависимости, показанные на рисунках 6 и 7, могут быть представлены в виде области с ограничивающими линиями для фиксирован­ного диапазона значений Tг*, π*Σ. В этом случае наложение двух таких областей, полученных для ТРДД первой и второй схемы с одинаковы­ми диапазонами значений Tг*, π*Σ, у, позволяет наглядно их сопоставить по минимально дости­жимым значениям Cr, как показано на рисунке 8.

Может быть выполнен также количе­ственный анализ. Например переход от первой ко второй схеме ТРДД (см. рис. 8) при одина­ковых значениях Тг* = 1300 К, πΣ* = 12,25, у = 1 позволяет снизить удельный расход топлива на величину δCR = -1,2 % с одновременным увеличением суммарного удельного импульса δΐ = 1,0 %. Снижение Cr связано в основном с увеличением КПД турбины НД при переходе от одноступенчатой к двухступенчатой схеме.

Другим примером может быть сравнение ТРДД одной схемы (первая схема), но с раз­личной степенью двухконтурности у, пред­ставленное на рисунке 9. Увеличение степе­ни двухконтурности на 35 % при одинаковых значениях Тг* = 1300 К, πΣ* = 12,25 позволяет снизить минимально достижимый уровень удельного расхода топлива на величину δCR = -6,8 %. Однако данное снижение величины Cr сопровождается значительным снижением суммарного удельного импульса δI = -8,6 %.

Такое изменение оправдано в случае оптимиза­ции двигателя на крейсерский режим работы при снижении числа М полета. Примером ис­пользования ТРДД с увеличенной степенью двухконтурности можно считать JT15D-5C с у = 2 производства Pratt&Whitney, устанавли­ваемый на БПЛA “Barracuda” и X-47A. В обо­их случаях можно заранее оценить, насколько потенциал снижения δCr оправдывает затраты, необходимые на проведение ОКР по разра­ботке двигателя новой конструктивной схемы.

Преимуществом разработанной методи­ки, в сравнении с традиционным термодинами­ческим расчетом исходного режима, является возможность выполнять расчет минимально достижимых значений Cr двигателя с учетом взаимосвязи между изменением основных па­раметров термодинамического цикла π*Σ и T*г , изменением КПД узлов и величины отбирае­мого на охлаждение воздуха. Методика позво­ляет выполнить оценку имеющегося потенциа­ла улучшения экономичности существующего ТРДД, ограниченного достигнутыми техни­ческими характеристиками основных узлов. Для двигателя новой конструктивной схемы на начальном этапе проектирования можно вы­явить наличие или отсутствие преимущества по величине минимально возможного удельно­го расхода топлива с двигателями-аналогами в ожидаемых условиях эксплуатации.

ОАО «ТГК-1» в 2014 году снизило удельный расход топлива на 4,8%

Объем производства электрической энергии генерирующими предприятиями ОАО «ТГК-1», включая ОАО «Мурманская ТЭЦ», за 2014 год составил 26 426 млн кВтч, что на 9,8% ниже аналогичного показателя 2013 года.

Основными причинами снижения выработки электроэнергии в 2014 году стали общий спад потребления электроэнергии, продолжающаяся тенденция снижения спроса на электроэнергию на рынке на сутки вперед, а также низкая водность на протяжении 1 — 3 кварталов 2014 года.

Сводные данные о выработке электроэнергии ОАО «ТГК-1» (млн кВтч)

 

2013

2014

Изменение

Филиал «Невский»

19 083

16 586

-13,1%

Филиал «Карельский»

3 689

3 780

2,5%

Филиал «Кольский»

6 516

6 043

-7,3%

Итого по филиалам ОАО «ТГК-1»

29 287

26 410

-9,8%

ОАО «Мурманская ТЭЦ»

16,2

16,6

2,4%

Итого по ОАО «ТГК-1» с учетом МТЭЦ

29 303

26 426

-9,8%

При этом продолжалась оптимизация загрузки производственных мощностей в пользу новых и более эффективных. По итогам 2014 года объем выработки новых блоков увеличился на 6,2% до 6 684 млн кВтч (что соответствует 25,3 % от общей выработки ОАО «ТГК-1» или 44,6% от выработки ТЭЦ), а удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии в среднем по компании снизился на 4,8% до 262,27 г/кВтч.

По итогам 2014 года объем отпуска тепловой энергии составил 24 339 тыс. Гкал, что на 3,9% ниже показателя 2013 года.

Сводные данные об отпуске тепловой энергии ОАО «ТГК-1» (тыс. Гкал)

 

2013

2014

Изменение

Филиал «Невский»

20 432

18 939

-7,3%

Филиал «Карельский»

1 664

1 632

-1,9%

Филиал «Кольский»

1 172

1 599

36,5%

Итого по филиалам ОАО «ТГК-1»

23 268

22 170

-4,7%

ОАО «Мурманская ТЭЦ»

2 047

2 169

6,0%

Итого по ОАО «ТГК-1» с учетом МТЭЦ

25 315

24 339

-3,9%

Выработка электрической энергии ГЭС в 4 квартале 2014 года возросла на 3,8 % и составила 2 645 млн кВтч, данное увеличение произошло за счет повышения показателей выработки филиала «Кольский» на 19,6% и ОАО «Мурманская ТЭЦ» на 2,9%.

Объем отпуска тепловой энергии генерирующими предприятиями ОАО «ТГК-1» за 4 квартал 2014 года по всем филиалам, включая ОАО «Мурманская ТЭЦ», увеличился на 7,4% и составили 8 528 тыс Гкал. Выработка новых мощностей в 4 квартале 2014 года выросла на 11,5%.

Подробнее с результатами производственной деятельности компании можно ознакомиться на корпоративном сайте компании в разделе «Отчетность».

Расход топлива погрузчика — как рассчитать реальные показатели — ООО «ТехКомплектСервис»

Расход топлива погрузчика является одним из самых важных вопросов, который часто задают продавцам специальной техники. Это обусловлено тем, что погрузчик ставиться на баланс, топливо списывается по нормативам, а себестоимость товаров и произведенных работ рассчитывается с учетов горюче-смазочных материалов. Безусловно, установить расход топлива фронтального погрузчика гораздо сложнее, чем ту же операцию для обычного автомобиля, поскольку четкая норма расхода топлива на погрузчик при пробеге в 100 км у него не определена.

Производители, как правило, указывают расход топлива погрузчика таким образом: грамм/единица мощности, за счет чего получается весьма сильный разбег цифр, только путающий покупателя, и в данной статье мы разберем, почему это происходит и как осуществить расчет расхода топлива на примере модели SEM 650B.

Существует специальная формула, с помощью которой можно рассчитать топливо, необходимое для одного часа работы машины. Данная формула представляет собой следующее: (N*t*U)/p, где N – это мощность двигателя погрузчика в кВт, t – время, на которое рассчитывается расход топлива для погрузчика — 60 минут, G – удельный расход топлива фронтального погрузчика в г/кВт в час, U — нагруженность погрузчика во время работы, и p – плотность используемого топлива.

Необходимо помнить, что плотность дизтоплива является постоянной величиной, равной 850 г/л. Уточним остальные показатели формулы. Мощность двигателя погрузчика, измеряемая в лошадиных силах или, как в данном случае, в кВт, указывается в технических характеристиках, которые определяются на заводе-производителе спецтехники.

Удельный расход топлива, в отличие от мощности, не указывается в технических характеристиках. Показатель кривой удельного расхода топлива может существенно отличаться в зависимости от типа двигателя погрузчика, и продавец обязан знать данное значение для вашей модели. Продавец получает данные об удельном расходе топлива от компании-производителя, на заводе которого проводятся испытания работы двигателя модели в разных режимах.

Одним из самых важных показателей в данной формуле является процент нагруженности техники в процессе работы. Этот процент показывает работу двигателя погрузчика на самых больших оборотах. В действительности эта цифра является индивидуальной характеристикой конкретного рабочего процесса, то есть показывает то, насколько часто и интенсивно вы используете данную технику в работе. При стандартных расчетах предполагается, что на 100% времени, в течение которого протекает рабочий процесс, фронтальный погрузчик работает на максимальных оборотах около 30-40%

Нормы расхода топлива для фронтального погрузчика на практике

На примере фронтального погрузчика SEM 650B мы рассмотрим, насколько отличаются официальные данные о расходе топлива с реальной картиной.
Для начала рассчитаем норму топлива по приведенной выше формуле. Двигатель погрузчика обладает мощностью 220 л.с. – погрузчик с грузоподъемностью 5 тонн. Мощность двигателя данного погрузчика составляет 162 кВт, время, на которое мы будем рассчитывать расход топлива – 1 час, удельный расход топлива для данной машины составляет 220 г/кВТ ч, процент нагруженности можно взять любой, а плотность топлива, как уже говорилось выше, константа – 850г/л.

В итоге получается, что для 100% нагрузки расход топлива будет составлять 42л/ч, для 75% нагрузки – 31,5 л/ч, а для 60 и 50% — 25,2 л/ч и 21 л/ч соответственно.

Этот расход топлива погрузчика можно представлять в бухгалтерию организации, и цифра, полученная посредством таких вычислений, будет считаться официальным показателем и пополнит данные по учету расхода горючего. Однако на практике дело обстоит иначе.

В действительности вам потребуется значительно меньше топлива. Разумеется, иногда технологический процесс требует обязательной работы двигателя на самых больших оборотах, однако, как правило, в реальной работе такое практически не встречается. Показатель удельного расхода топлива, обозначенный в формуле как G, практически невозможно проверить. Продавцы техники зачастую не знают, какие тестирования проводятся на заводах, чтобы получить данный показатель – они просто получают значение и сообщают его покупателю. Между тем, на заводах проводятся испытания ближе к экстремальным условиям, которые редко встречаются в реальной жизни, поэтому и показатели могут значительно отличаться.

Таким образом, услышав от продавца сомнительную величину показателей удельного расхода топлива, обязательно спросите, какого значение на практике. Очень часто крупные компании, реализующие спецтехнику, специально собирают данные у клиентов, которые уже работают с их техникой, чтобы ориентироваться в реальных показателях расхода топлива. Если вы обратились именно в такую компанию, вам объяснят, какой расход топлива требуется для конкретной модели фронтального погрузчика в соответствии с предполагаемыми условиями работы и нагрузкой.

Взято из http://asptech.ru/

Расчет и утверждение нормативов удельного расхода топлива

Удельный расход топлива — важный показатель, который необходимо учитывать при эксплуатации котельных и энергетических станций. Расчет норматива удельного расхода топлива необходим всем организациям, которые по роду своей деятельности производят тепловую и электрическую энергию.

ГК «Юрэнерго» производит расчет норматива удельного расхода топлива на выгодных условиях, а также осуществляет экспертизу НУРТ и сопровождение до утверждения в органах исполнительной власти. За годы работы мы рассчитали нормативные показатели более чем для двух сотен организаций и приобрели огромный практический опыт. Обращение к нам — простой способ получить гарантированный результат в короткие сроки.

Особенности расчета и предоставления документации

Расчет норматива удельного расхода топлива выполняется согласно установленным правилам: отдельно для каждой котельной или ТЭС. Параметры для котельных ЖКХ (отопительных и производственно-отопительных) рассчитываются по-другому — в целом для всей организации.

Результатом выполнения работ становится предоставление заказчику следующих документов:

  • пояснительной записки с выполненными расчетами параметров расхода топлива;
  • экспертизы нормативных величин;
  • сопроводительного письма, предназначенного для регулирующего органа.

Доверяя специалистам ГК «Юрэнерго», Вы получаете гарантированно точный результат в оптимальные сроки. Преимущества сотрудничества с нами:

  • услуги штата высококвалифицированных профессионалов;
  • помощь в сборе всей необходимой для решения задачи информации;
  • кратчайшие сроки подготовки и оформления документации;
  • доступные цены.

Мы оказываем услуги клиентам уже более 20 лет и за это время успели рассчитать нормативы расходов более чем для тысячи источников теплоснабжения. С перечнем реализованных проектов Вы можете ознакомиться на нашем сайте.

Выполненные проекты:

Расход топлива погрузчиком: методика расчета

Согласно статистическим выкладкам, на сегодняшний момент в России соотношение автопогрузчиков с двигателями внутреннего сгорания к электропогрузчикам составляет примерно 2 к 1. Это объясняется тем, что основными заказчиками погрузочно-разгрузочной техники остаются промышленные предприятия. Влияют также и суровые климатические условия эксплуатации оборудования. Поэтому, вопрос расчета примерного расхода топлива для погрузчика оказывается весьма актуальным.

Формула расчета

Норма расхода топлива (Q) определяется следующим образом:

Показатели N – мощность ДВС в лошадиных силах, и q – удельный расход топлива, берутся из технической документации по обслуживанию двигателя, в которую производитель вносит специальный график, отражающий зависимость расхода топлива от мощности. Он строится по результатам комплексных тестов и испытаний на территории завода-изготовителя.

R – величина плотности используемого дизельного топлива. Согласно государственному стандарту, для летнего варианта она должна составлять 860 кг/м3, а для зимнего – 840.

Коэффициент k показывает процентное соотношение рабочего времени, в котором погрузчик эксплуатируется в стандартном режиме к периоду, когда частота вращения коленного вала двигателя достигает максимальных значений. Значение зависит от индивидуальных особенностей технологического цикла предприятия или склада.

Практические аспекты подсчета коэффициента

В отличие от остальных значений в формуле, которые берутся в готовом виде, точный подсчет коэффициента сопряжен с определенными трудностями. Рассмотрим это на примере двух ситуаций.

Первая. Автопогрузчик работает на погрузочно-разгрузочной станции с железнодорожными вагонами практически всю восьмичасовую смену. При этом, рабочие площадки расположены на расстоянии 1,5 метра от уровня поверхности, поэтому вилы не поднимаются на предельную высоту. Максимальное вращение коленвала достигается только тогда, когда оператор вдавливает педаль акселератора и разгоняется, перемещаясь между зонами выгрузки и отгрузки.

Вторая. Склад функционирует в круглосуточном режиме. Два раза в день приезжают фуры, которые за пару часов полностью разгружаются парком складской техники. Оставшееся время погрузчики работают с невысокой интенсивностью, в основном перемещая продукцию внутри помещения. Коэффициент будет ниже, чем в первой ситуации.

Таким образом, при точном подсчете суммируется количество времени, в течение которого автопогрузчик поднимает груз с предельным значением массы, или преодолевает сопротивление дороги (едет под уклон, разгоняется и прочее). Затем, высчитывается продолжительность эксплуатации при максимальной нагрузке от общей продолжительности смены (например, 25%). Значение k равно отношению оставшегося времени к вышеуказанному – 75:25, получается 3.

К примеру, подсчитаем норму расхода Q для погрузчика грузоподъемностью до 3 тонн, с мощностью мотора 35 л.с., удельным расходом топлива 200 г/кВт*ч и коэффициентом 2,3 (по умолчанию, считается, что погрузчик работает при максимальной частоте вращения около 30% времени). Итоговый результат равен: 35*200:1000*0,86*2,3= 3,54 литра за один моточас.

Стоит отметить, что в реальности значения будут отличаться от теоретических выкладок. Реальная нагрузка может оказаться меньше, чем «округленная» в формуле, поскольку рабочая смена может длиться чуть дольше, или платформа с грузами будет ниже, чем обычно. С другой стороны, на свежекупленных погрузчиках без обкатки или на моделях с приличным километражем расход повышается. Для точного определения производятся контрольные замеры «хронометража» максимальной нагрузки в течение нескольких дней.

Сегодня, большинство производителей предлагает технологические и инженерные решения, призванные сократить расход топлива в дизельных погрузчиках. Для этого применяются гибридные двигатели, модернизируется рулевая и грузоподъемная система, повышается скорость развития крутящего момента привода.

Удельный расход топлива

Для перемещения самолета по воздуху двигательная установка используется для создания толкать. Количество тяги, создаваемой двигателем, очень важно. Но количество топлива, используемого для создания этой тяги, иногда больше важно, потому что самолет должен поднимать и нести топливо на протяжении всего полета. Инженеры используют коэффициент эффективности, называемый тяги удельный расход топлива , чтобы охарактеризовать мощность двигателя эффективность топлива. «Удельный расход топлива тяги» вполне полный рот, поэтому инженеры обычно называют его двигателем TSFC . Что означает TSFC?

Расход топлива TSFC составляет «как» много топлива двигатель сжигает каждый час ». TSFC — это научный термин, означающий «разделенный по массе или весу». В в данном случае означает «на фунт (Ньютон) тяги». В тяга TSFC включена, чтобы указать, что мы говорим о газотурбинных двигателях. Имеется соответствующий тормозной механизм . расход топлива ( BSFC ) для двигателей с валом мощность. Собирая все вместе, TSFC — это масса топлива . сгорает за один час, разделенное на тягу , которую двигатель производит.Единицы этого КПД — масса на единицу время, разделенное на силу (в английских единицах, фунтах массы в час на фунт; в метрических единицах, килограммах в час на Ньютон).

Математически TSFC — это соотношение массового расхода топлива двигателя мдот ф к сумме тяги F , создаваемой за счет сжигания топлива:

TSFC = mdot f / F

Если разделить оба числителя и знаменатель по расходу воздуха в двигателе mdot 0 , получаем другую форму уравнение в терминах отношения топлива к воздуху f , и Удельная тяга Fs .

TSFC = f / Fs

Инженеры используют коэффициент TSFC по-разному. Если мы сравните TSFC для двух двигателей, двигатель с меньшим TSFC более экономичный двигатель. Рассмотрим два примера:

  • Предположим, у нас есть два двигателя, A и B, которые производят одинаковые количество тяги. Предположим, что Engine A использует только половину топливо в час, которое использует Двигатель B. Тогда мы бы сказали, что Двигатель A более экономичен, чем двигатель B. Если мы вычислим TSFC для Для двигателей A и B TSFC двигателя A составляет половину значения Двигатель B.
  • Если взглянуть на это с другой стороны, предположим, что у нас есть два двигателя: C и D, и каждому из них мы подавали одинаковое количество топлива в час. Предположим, что двигатель C развивает в два раза большую тягу, чем двигатель D. Тогда мы получают большую тягу от двигателя C при том же количестве топлива, и мы бы сказали, что двигатель C более экономичен. Опять же, если мы вычисляем TSFC для двигателей C и D, TSFC двигателя C равен половина стоимости двигателя D.

Давайте посмотрим на второй пример с некоторыми числовыми значениями.В данном случае мы сравниваем турбореактивный двигатель. двигатель и турбовентиляторный двигатель. В двигатели питаются от топливного бака, который обеспечивает массу 2000 фунтов в час на каждый двигатель. Турбореактивный двигатель развивает тягу в 2000 фунтов, в то время как ТРДД производит 4000 фунтов тяги. Вычисление TSFC для каждого двигателя показывает, что TSFC турбореактивного двигателя равен 1,0 (фунты массы / час / фунт), в то время как TSFC турбовентиляторного двигателя составляет 0,5 (фунты массы / час / фунт). ТРДД с более низким TSFC больше экономичный. Значения 1.0 для турбореактивного двигателя и 0,5 для турбовентиляторные — типичные статические значения на уровне моря. Значение TSFC для данный двигатель будет меняться в зависимости от скорости и высоты, потому что КПД двигателя меняется с атмосферным условия.

TSFC предоставляет важную информацию о производительности данный двигатель. Турбореактивный двигатель с форсажной камерой производит большую тягу, чем обычный турбореактивный двигатель. Если бы TSFC были такими же (1.0) для двух двигателей, чтобы увеличить тягу, мы бы имели увеличить расход топлива на эквивалентную величину.Для например,

Начальная тяга = 2000 фунтов
Тяга с форсажной камерой = 3000 фунтов
TSFC = 1,0
Расход топлива = 3000 фунтов в час.

Но для турбореактивного двигателя с форсажной камерой типичное значение TSFC составляет 1.5. Это говорит о том, что добавление форсажной камеры, хотя и производит больше тяги, стоит намного больше топлива на каждый фунт добавленной тяги. Для например,

Начальная тяга = 2000 фунтов
Тяга с форсажной камерой = 3000 фунтов
TSFC = 1,5
Расход топлива = 4500 фунтов в час.

Инженеры используют TSFC для данного двигателя, чтобы выяснить, сколько для работы самолета требуется топливо данная миссия. Если TSFC = 0,5, и мы нужно 5000 фунтов тяги на два часа, мы можем легко вычислить количество необходимого топлива. Например,

5000 фунтов x 0,5 фунта массы / час / фунт x 2 часа = 5000 фунтов масса топлива.

Интерактивный Java-апплет EngineSim теперь доступен. Ты можешь изучать влияние характеристик любого компонента двигателя на топливо потребление и сравнить эффективность различных типов турбин двигатели.


Действия:


Экскурсии с гидом
  • EngineSim — Симулятор двигателя:
  • Расчет расхода топлива:

Навигация ..


Руководство для начинающих Домашняя страница

Удельный расход топлива — обзор

III.C Подсистемы силовой установки

Хотя знание внутренней работы авиационного двигателя не является необходимым, функциональные отношения для движущей силы (тяга T ) и расхода топлива Скорость, наряду с ощущением веса двигателя на фунт тяги или лошадиных сил, необходимы для анализа характеристик и предварительных проектных исследований.Все четыре типа используемых в настоящее время авиационных двигателей классифицируются как воздуховоды, поскольку они используют кислород из атмосферы для сжигания с топливом из нефтепродуктов, будь то бензин или керосин (обычно называемый топливом для реактивных двигателей). Эти четыре типа можно далее разделить на те, которые не имеют гребных винтов, а именно, чистый турбореактивный и турбовентиляторный , и те, у которых есть гребные винты, а именно, поршневой двигатель (поршневой двигатель и гребной винт) и турбовинтовой . .Как будет показано ниже, на летные характеристики самолета сильно влияет наличие или отсутствие винта. В следующих разделах предполагается, что двигатели имеют надлежащие размеры для самолета и интересующих режимов полета.

Турбореактивный двигатель создает тягу за счет расширения горячих продуктов сгорания через сопло. Эту тягу в первом приближении можно считать не зависящей от воздушной скорости и для данной настройки дроссельной заслонки (в процентах об / мин) прямо пропорциональной плотности атмосферы, так что:

(9) T1 / TSL = ρ / ρSL = σ1

Уравнение (9) показывает, что тяга будет максимальной на уровне моря и уменьшаться с увеличением высоты.

Уровень расхода топлива описывается в терминах удельного расхода топлива тяги (tsfc), с символом c , и определяется как массовый расход топлива в час на фунт тяги с единицами фунтов в час. на фунт, обычно выражается в обратных часах (час -1 ):

(10) tsfc = c = dWf / dtT

Удельный расход топлива является характеристикой двигателя и считается постоянным для всех условий полета, даже если это функция воздушной скорости, положения дроссельной заслонки и высоты.На tsfc высота влияет меньше, чем на тягу. Внутри тропосферы он уменьшается как 0,2 степени отношения плотности, достигая минимума в тропопаузе, а затем очень медленно увеличиваясь в стратосфере.

Тяга, создаваемая турбореактивными двигателями, колеблется от 50 фунтов до порядка 50 000 фунтов. Неустановленное соотношение тяги к двигателю постоянно увеличивается и в настоящее время составляет от 4 до 6 фунтов тяги на каждый фунт двигателя. масса. Турбореактивные двигатели (на самом деле турбовентиляторные двигатели с очень малым байпасом) в основном используются в сверхзвуковых самолетах и ​​обычно имеют форсажную камеру , которая сжигает добавленное топливо с избыточным (несгоревшим) кислородом в газовой смеси, оставляя турбину для создания дополнительной тяги.Хотя тяга увеличивается примерно вдвое с помощью форсажной камеры, это увеличение тяги сопровождается значительным увеличением tfsc (примерно в два-три раза). Следовательно, форсажная камера устанавливается только тогда, когда ее требуют эксплуатационные требования, а затем используется экономно, например, для взлета и набора высоты, для достижения сверхзвуковой воздушной скорости и для периодов сверхзвукового полета. Когда сверхзвуковой полет можно достичь и поддерживать без использования форсажной камеры, он называется supercruise .

Поршневой двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, работающий на воздухе и бензине (пока нет дизельных авиационных двигателей) и вырабатывающий мощность на валу, а не тягу. Выходная мощность обычно измеряется в лошадиных силах (л.с.), по существу не зависит от скорости полета и зависит от высоты и положения дроссельной заслонки. Уровень расхода топлива пропорционален мощности (л.с.), так что:

(11) dWf / dt = cˆHP

, где c — удельный расход топлива в лошадиных силах (hpsfc) в фунтах в час на каждую лошадиную силу.

Винт преобразует мощность на валу двигателя в силу тяги P , которая равна произведению тяги и воздушной скорости, где тяга выражается в фунтах, а воздушная скорость выражается в футах в секунду, милях в час, или узлов, в зависимости от того, что удобнее в данный момент. Мощность двигателя и тяговая мощность воздушного винта связаны выражением:

(12) P = TV = kηpHP

, где η p — КПД воздушного винта (порядка 80–85% для винта с постоянной скоростью вращения). ) и k — коэффициент преобразования со значением 375, когда V выражается в милях в час, и 550, когда V выражается в футах в секунду.Обратите внимание, что для данной мощности тяга не зависит от воздушной скорости, но доступная тяга обратно пропорциональна воздушной скорости, уменьшаясь с увеличением воздушной скорости, тогда как тяга турбореактивного двигателя постоянна, а тяговая мощность увеличивается с увеличением воздушной скорости. . Именно эти различия в первую очередь ответственны за то, что винтовые и реактивные самолеты летают по-разному для достижения наилучших характеристик.

hpsfc имеет те же изменения с высотой, что и tsfc, и будет считаться постоянным.Изменение мощности с высотой зависит от того, есть ли у двигателя наддув. Без наддува двигатель называют безнаддувным, а мощность в первом приближении прямо пропорциональна плотности атмосферы, как и тяга турбореактивного двигателя. В современных нагнетателях используется турбина, приводимая в движение выхлопными газами двигателя, для увеличения плотности воздуха, поступающего в цилиндры, и они называются турбонагнетателями. При постоянной настройке дроссельной заслонки выходная мощность остается постоянной до критической высоты, максимальное значение которой составляет порядка 20 000 футов.Выше критической высоты мощность двигателя с турбонаддувом уменьшается с высотой так же, как и у двигателя без наддува.

Современные поршневые двигатели относительно малы (в диапазоне от ∼50 л.с. до порядка 600 л.с.), потому что они самые тяжелые из всех двигателей. Неустановленное отношение мощности к массе двигателя составляет порядка 0,8 л.с. / фунт веса двигателя.

Турбовинтовые двигатели и турбовентиляторные двигатели — это в основном турбореактивные двигатели, в которых газы сгорания более полно расширяются в турбинной части, чтобы развивать большую мощность, чем требуется для привода компрессора и вспомогательного оборудования.Эта избыточная мощность затем используется для приведения в действие пропеллера в случае турбовинтового двигателя или многолопастного вентилятора в случае турбовентиляторного двигателя. Любая энергия, остающаяся в газовой смеси, покидающей приводные турбины, затем расширяется в сопле для создания так называемой реактивной тяги. Эта реактивная тяга, очевидно, значительно меньше, чем у сопоставимого турбореактивного двигателя, а в случае турбовального двигателя равна нулю.

В турбовинтовом двигателе остаточная реактивная тяга преобразуется в эквивалентную мощность в лошадиных силах при некоторой расчетной воздушной скорости, а затем двигатель описывается в терминологии поршневой винт с использованием эквивалентной мощности на валу (eshp) и эквивалентного вала. удельный расход топлива в лошадиных силах.Поскольку мощность реактивной тяги составляет порядка 20% или менее от общей мощности, разумно рассматривать турбовинтовой двигатель как поршневой с наддувом. Турбовинтовые двигатели с пониженными номинальными характеристиками, которые работают на мощности ниже максимальной, обладают характеристиками поршневых двигателей с турбонаддувом и становятся все более популярными. Турбовинтовой двигатель имеет несколько более высокий удельный расход топлива, чем поршневой, но вес двигателя значительно меньше, даже с учетом веса гребного редуктора. Соотношение мощности к массе двигателя составляет порядка 2 л.с. на фунт веса двигателя, а самый большой двигатель в настоящее время эксплуатируется с мощностью порядка 6000 л.с.

Хотя турбовентиляторный двигатель описывается как турбореактивный, его характеристики определяются степенью двухконтурности, которая представляет собой отношение массы «холодного воздуха», проходящего через вентилятор, к массе «горячего воздуха». воздух », проходящий через горелки и турбинную секцию. Если коэффициент двухконтурности равен нулю, очевидно, что ТРДД представляет собой чистый турбореактивный двигатель. По мере увеличения степени двухконтурности процент реактивной тяги уменьшается, и ТРДД начинает приобретать характеристики турбовинтового двигателя.Например, при коэффициенте двухконтурности 10 теоретическая реактивная тяга будет порядка 17%. Текущие максимальные коэффициенты байпаса составляют порядка 5–6, а tsfc для указанной воздушной скорости составляют порядка 0,6 1b / (час · фунт). Хотя фронтальная площадь ТРДД быстро увеличивается с увеличением коэффициента байпасирования, длина уменьшается; следовательно, сопротивление и вес двигателя увеличиваются меньше, чем можно было бы ожидать. Отношение тяги к массе двигателя составляет порядка 5–6 и увеличивается, как и максимальная тяга отдельного двигателя, которая в настоящее время составляет порядка 98 000 фунтов.

Удельный расход топлива — чрезвычайно важный параметр производительности. Некоторые типичные значения, все выраженные в эквиваленте tsfc (фунт / час · фунт), следующие:

Ракетные двигатели 10
Ramjets 3
Turbojets (форсажная камера) 2,5
Турбореактивные двигатели 0,9–1
ТРДД 0,6–0,8
Турбовинтовые двигатели 0.5–0,6
Стойки поршневые 0,4–0,5

Интересно, что в этом списке по разным причинам также указан режим относительной скорости летательных аппаратов, в которых используются эти двигатели. Например, поршневые двигатели используются в самолетах с воздушной скоростью порядка 250 миль в час или меньше; турбовинтовые двигатели на высоких скоростях полета примерно до М 0,7; турбовентиляторные двигатели на скорость полета до М 0,85; а также турбореактивные двигатели и двигатели с очень малой двухконтурностью в сверхзвуковых самолетах.ПВРД подходит для летательных аппаратов с М 3,0 и выше, а ракетные двигатели используются в баллистических ракетах и ​​космических ускорителях. Кроме того, поршневой двигатель является наименее дорогим и самым тяжелым из двигателей, вес уменьшается, а стоимость увеличивается по мере увеличения списка.

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓
  • Образование
  • Исследовать
  • Инновации
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT
  • Подробнее ↓
    • Прием + помощь
    • Студенческая жизнь
    • Новости
    • Выпускников
    • О MIT
Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

Физика: Расход топлива на тормозах — HandWiki

Расход топлива на тормоза ( BSFC ) — это мера топливной эффективности любого первичного двигателя, который сжигает топливо и вырабатывает мощность вращения или мощность на валу. Обычно он используется для сравнения КПД двигателей внутреннего сгорания с выходной мощностью на валу. Это показатель расхода топлива, деленный на произведенную мощность. По этой причине его также можно рассматривать как удельный расход топлива. BSFC позволяет напрямую сравнивать топливную эффективность различных двигателей.

Расчет BSFC (в метрических единицах)

Для расчета BSFC используйте формулу

[math] \ displaystyle {BSFC = \ frac {r} {P}} [/ math]

где:

[math] \ displaystyle {r} [/ math] — расход топлива в граммах в секунду (г / с)
[math] \ displaystyle {P} [/ math] — мощность, производимая в ваттах, где [math] \ displaystyle {P = \ tau \ omega} [/ math] (Вт)
[math] \ displaystyle {\ omega} [/ math] — частота вращения двигателя в радианах в секунду (рад / с)
.
[math] \ displaystyle {\ tau} [/ math] — крутящий момент двигателя в ньютон-метрах (Н · м)

Приведенные выше значения r , [math] \ displaystyle {\ omega} [/ math] и [math] \ displaystyle {\ tau} [/ math] могут быть легко измерены с помощью приборов с двигателем, установленным на испытательном стенде, и нагрузкой, приложенной к работающему двигателю.Результирующие единицы BSFC — граммы на джоуль (г / Дж).

Обычно BSFC выражается в граммах на киловатт-час (г / (кВт⋅ч)). Коэффициент преобразования следующий:

BSFC [г / (кВт⋅ч)] = BSFC [г / Дж] × (3,6 × 10 6 )

Преобразование между метрическими и британскими единицами измерения:

BSFC [г / (кВт⋅ч)] = BSFC [фунт / (л.с.⋅ч)] × 608,277
BSFC [фунт / (л.с.⋅ч)] = BSFC [г / (кВт⋅ч)] × 0,001644

Взаимосвязь между числами BSFC и эффективностью

Для расчета фактического КПД двигателя требуется плотность энергии используемого топлива.

Различные виды топлива имеют разную плотность энергии, определяемую теплотворной способностью топлива. Нижняя теплотворная способность (LHV) используется для расчета КПД двигателя внутреннего сгорания, поскольку тепло при температурах ниже 150 ° C (300 ° F) не может использоваться.

Некоторые примеры более низкой теплотворной способности автомобильного топлива:

Сертификационный бензин = 18 640 БТЕ / фунт (0,01204 кВт⋅ч / г)
Обычный бензин = 18 917 БТЕ / фунт (0,0122222 кВт⋅ч / г)
Дизельное топливо = 18 500 БТЕ / фунт (0.0119531 кВт⋅ч / г)

Таким образом, КПД дизельного двигателя = 1 / (BSFC × 0,0119531), а КПД бензинового двигателя = 1 / (BSFC × 0,0122225)

Использование чисел BSFC в качестве рабочих значений и средней статистики цикла

У любого двигателя будут разные значения BSFC при разных скоростях и нагрузках. Например, поршневой двигатель достигает максимальной эффективности, когда всасываемый воздух не дросселируется и двигатель работает с максимальным крутящим моментом. Однако эффективность, часто указываемая для конкретного двигателя, — это не его максимальная эффективность, а среднее статистическое значение цикла экономии топлива.Например, среднее за цикл значение BSFC для бензинового двигателя составляет 322 г / (кВт⋅ч), что соответствует эффективности 25% (1 / (322 × 0,0122225) = 0,2540). Фактический КПД может быть ниже или выше среднего значения двигателя из-за различных условий эксплуатации. В случае серийного бензинового двигателя наиболее эффективный BSFC составляет приблизительно 225 г / (кВт⋅ч), что эквивалентно термодинамической эффективности 36%.

Показана карта iso-BSFC (участок топливного острова) дизельного двигателя. Золотая середина на 206 BSFC — 40.КПД 6%. Ось x — об / мин; Ось Y — BMEP в барах (bmep пропорционально крутящему моменту)

Значение номеров BSFC для конструкции двигателя и класса

Номера

BSFC сильно меняются в зависимости от конструкции двигателя, степени сжатия и номинальной мощности. Двигатели разных классов, такие как дизельные и бензиновые двигатели, будут иметь очень разные числа BSFC, в диапазоне от менее 200 г / (кВт⋅ч) (дизель на низкой скорости и с высоким крутящим моментом) до более 1000 г / (кВт⋅ч) (турбовинтовой). на низком уровне мощности).

Примеры значений BSFC для валковых двигателей

В следующей таблице в качестве примера приведены значения удельного расхода топлива для нескольких типов двигателей. Для конкретных двигателей значения могут отличаться и часто отличаются от значений в таблице, приведенной ниже. Энергоэффективность основана на более низкой теплоте сгорания 42,7 МДж / кг (84,3 г / (кВт⋅ч)) для дизельного топлива и топлива для реактивных двигателей, 43,9 МДж / кг (82 г / (кВт⋅ч)) для бензина.

Двигатель
кВт л.с. год Двигатель Тип Приложение фунт / (л.с.ч) г / (кВт⋅ч) КПД
48 64 1989 г. Rotax 582 бензин, 2-х тактный Aviation, Ultralight, Eurofly Fire Fox 0.699 425 [1] 19,3%
321 431 1987 г. PW206B / B2 турбовальный Вертолет, EC135 0,553 336 [2] 24,4%
427 572 1987 PW207D турбовальный Вертолет, Bell 4277103530627″> 327 [2] 25.1%
0121″> 670 1981 Арриус 2Б1 / 2Б1А-1 турбовальный Вертолет, EC135 0,526 320 [2] 25,6%
820 1,100 1960 PT6C-67C турбовальный Вертолет, AW139 0,490 298 [2] 27,5%
958 1,285 1989 г. MTR390 турбовальный Вертолет, Тигр6″> 0.4606″> 280 [2] 29,3%
84,5 113,3 1996 г. Rotax 914 бензин, турбо Aviation, Легко-спортивный самолет, WT9 Dynamic 0,454 276 [3] 29,7%
88 118 1942 Лайкоминг О-235-Л бензин Aviation, General Aviation, Cessna 152 0.452 275 [4] 29,8%
1,799 2 412 1984 РТМ322-01 / 9 турбовальный Вертолет, NH90 0,420 255 [2] 32,1%
63 84 1991 GM Saturn I4 бензин Автомобили, Saturn S-Series 0,411 250 [5] 32.5%
150 200 2011 г. Ford EcoBoost бензин, турбо Cars, Ford 0,403 245 [6] 33,5%
300 400 1961 Lycoming IO-720 бензин Aviation, General Aviation, PAC Fletcher 0,4 243 [7] 34,2%
7 000 9 400 1986 Rolls-Royce MT7 газовая турбина Судно на воздушной подушке, SSC 0. 3998 243,2 [8] 34,7%
2 000 2,700 1945 г. Дуплекс-циклон Wright R-3350 бензин, турбокомпаунд Авиация, Коммерческая авиация; Б-29, Созвездие, DC-7 0,380 231 [9] 35,5%
57 76 2003 Тойота 1NZ-FXE бензин Автомобиль, Toyota Prius 0.370 225 [10] 36,4%
550 740 1931 Юнкерс Юмо 204 дизель 2-х тактный, турбо Aviation, Коммерческая авиация, Junkers Ju 86 0,347 211 [11] 40%
36 000 48 000 2002 Роллс-Ройс Марин Трент турбовальный Морская силовая установка 0.340 207 [12] 40,7%
2,340 3140 1949 Napier Nomad Дизель-компаунд Концепт авиационного двигателя 0,340 207 [13] 40,7%
165 221 2000 Volkswagen 3. 3 V8 TDI Дизель Автомобиль, Audi A8 0,337 205 [14] 41.1%
2,013 2 699 1940 Deutz DZ 710 Дизель, двухтактный Концепт авиационного двигателя 0,330 201 [15] 41,9%
42 428 56 897 1993 GE LM6000 турбовальный Судовая силовая установка, Производство электроэнергии 0,329 200,1 [16] 42.1%
130 170 2007 г. BMW N47 2л. Дизель Автомобили, BMW 0,326 198 [17] 42,6%
88 118 1990 г. Audi 2.5L TDI Дизель Автомобиль, Audi 100 0,326 198 [18] 42,6%
620 830 Scania AB DC16 078A Дизель 4-тактный Производство электроэнергии 0. 312 190 [19] 44,4%
1,200 1,600 начало 1990-х Wärtsilä 6L20 Дизель 4-тактный Морская силовая установка 0,311 189,4 [20] 44,5%
3,600 4800 MAN Дизель 6L32 / 44CR Дизель 4-тактный Судовая силовая установка, Производство электроэнергии 0.283 172 [21] 49%
4 200 5,600 2015 Wärtsilä W31 Дизель 4-тактный Судовая силовая установка, Производство электроэнергии 0,271 165 [22] 51,1%
34,320 46 020 1998 г. Wärtsilä-Sulzer RTA96-C Дизель 2-х тактный Судовая силовая установка, Производство электроэнергии 0.263 160 [23] 52,7%
27 060 36,290 MAN Дизель S80ME-C9.4-TII Дизель 2-х тактный Судовая силовая установка, Производство электроэнергии 0,254 154,5 [24] 54,6%
34,350 46 060 MAN Дизель 12G95ME-C9 Дизель 2-х тактный Морская силовая установка 0.254 154,5 [25] 54,6%
605 000 811 000 2016 General Electric 9HA Комбинированный цикл Производство электроэнергии 0,223 135,5 (экв.) 62,2% [26]

КПД турбовинтового двигателя хорош только при высокой мощности; SFC резко увеличивается при заходе на посадку на малой мощности (30% P макс. ) и особенно на холостом ходу (7% P макс. ):

Турбовинтовой двигатель Pratt & Whitney Canada PW127 мощностью 2,050 кВт (1996 г.) [27]
Режим Мощность расход топлива SFC Энергоэффективность
Номинальный холостой ход (7%)192 л.с. (143 кВт) 3.06 кг / мин (405 фунтов / ч) 1282 г / (кВт⋅ч) (2,108 фунт / (л.с.⋅ч)) 6,6%
Подход (30%)825 л.с. (615 кВт) 5,15 кг / мин (681 фунт / ч)502 г / (кВт⋅ч) (0,825 фунта / (л.с.⋅ч)) 16,8%
Макс. Круиз (78%) 2132 л.с. (1590 кВт) 8,28 кг / мин (1095 фунтов / ч)312 г / (кВт⋅ч) (0,513 фунта / (л.с.⋅ч)) 27%
Максимальный набор высоты (80%) 2192 л.с. (1635 кВт) 8.38 кг / мин (1108 фунтов / ч) 308 г / (кВт⋅ч) (0,506 фунта / (л.с.⋅ч)) 27,4%
Макс. (90%) 2475 л.с. (1846 кВт) 9,22 кг / мин (1220 фунтов / ч) 300 г / (кВт⋅ч) (0,493 фунта / (л.с.⋅ч)) 28,1%
Взлетная (100%) 2750 л.с. (2050 кВт) 9,9 кг / мин (1310 фунтов / ч)290 г / (кВт⋅ч) (0,477 фунта / (л.с.⋅ч)) 29,1%

См. Также

  • Экономия топлива в автомобилях
  • Энергоэффективное вождение
  • Системы управления топливом
  • Управление судовым топливом
  • Тяга Удельный расход топлива

Каталожный номер

Банкноты
  1. ↑ «Руководство по эксплуатации 447/503/582».Rotax. Сентябрь 2010 г. http://docusearch.flyrotax.com/files/pdf/d04495.pdf.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 «Газотурбинные двигатели». Авиационная неделя . Январь 2008 г. http://www.geocities.jp/nomonomo2007/AircraftDatabase/AWdata/AviationWeekPages/GTEnginesAWJan2008.pdf. Проверено 9 июля 2018.
  3. ↑ «Руководство по эксплуатации серии 914». Rotax. Апрель 2010 г. http://docusearch.flyrotax.com/files/pdf/d06153.pdf.
  4. Руководство оператора O-235 и O-290 , Lycoming, январь 2007 г., стр. 3-8 версия-L, https://www.lycoming.com/sites/default/files/O-235%26O-290%20Operator%20Manual%2060297-9.pdf
  5. ↑ Михаил Сорока (26 марта 2014 г.). «Неэффективны ли авиационные двигатели?». http://michaelsoroka.com/2014/03/26/are-airplane-engines-inefficient/.
  6. ↑ «Разработка усовершенствованного бензинового двигателя с турбонаддувом и прямым впрыском (GTDI)». Ford Research and Advanced Engineering. 13 мая 2011 г.http://www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/pdfs/merit_review_2011/adv_combustion/ace065_rinkevich_2011_o.pdf.
  7. IO-720 Operator’s Manual , Lycoming, October 2006, p. 3-8, https://www.lycoming.com/sites/default/files/IO-720%20Operator%20Manual%2060297-19.pdf
  8. ↑ «Брошюра MT7». Rolls-Royce. 2012. https://www.rolls-royce.com/~/media/Files/R/Rolls-Royce/documents/customers/marine/mt7-brochure.pdf.
  9. ↑ Кимбл Д. Маккатчен (27 октября 2014 г.).«Райт Р-3350« Циклон 18 »». Архивировано 1 августа 2016 года. Https://web.archive.org/web/20160801001759/http://www.enginehistory.org/Wright/Wright%20R-3350.pdf.
  10. ↑ «Разработка гибридной системы нового поколения THS II — радикальное улучшение энергетических характеристик и экономии топлива». Общество Автомобильных Инженеров. 8 марта 2004 г. http://www.sae.org/technical/papers/2004-01-0064.
  11. ↑ Ассоциация взаимодействия, 1987 г.
  12. ↑ «Марин Трент». Справочник по гражданскому строительству.19 марта 2015 г. http://www.civilengineeringhandbook.tk/fuel-injection/marine-trent-30.html.
  13. ↑ «Napier Nomad». Полет. 30 апреля 1954 г. https://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1954/1954%20-%201219.html.
  14. «Новый Audi A8 3.3 TDI quattro: лучший TDI для класса люкс» (пресс-релиз). Audi AG. 10 июля 2000 г.
  15. ↑ «Боевые самолеты Джейн времен Второй мировой войны». Лондон, Великобритания: Bracken Books. 1989 г. http://www.ibiblio.org/pub/academic/history/marshall/m military/airforce/engines.текст.
  16. ↑ «Судовая газовая турбина LM6000». General Electric. 2016. Архивировано 19 ноября 2016 года. https://web.archive.org/web/201611101/http://www.geaviation.com/engines/docs/marine/datasheet-lm6000.pdf.
  17. ↑ «BMW 2.0d (N47)» (на фр). Автоинновации. Июнь 2007 г. http://www.auto-innovations.com/site/dossier5/BMWn47t28print.html.
  18. ↑ «Новый 5-цилиндровый дизельный двигатель Audi с турбонаддувом: первый дизельный двигатель для легковых автомобилей с прямым впрыском второго поколения».Общество Автомобильных Инженеров. 1 февраля 1990 г. http://www.sae.org/technical/papers/8.
  19. ↑ «DC16 078A». Scania AB. https://www.scania.com/content/dam/scanianoe/market/master/products-and-services/engines/pdf/specs/power-gen/DC1678A_620-680kW.pdf.
  20. ↑ «Руководство по продукции Wärtsilä 20». Wärtsilä. 14 февраля 2017 г. https://cdn.wartsila.com/docs/default-source/product-files/engines/ms-engine/product-guide-o-e-w20.pdf.
  21. ↑ «Четырехтактные двигатели». Человек Дизель.2015. https://marine.man.eu/docs/librariesprovider6/4-Stroke-Engines/2015-four-stroke-propulsion-engines.pdf.
  22. ↑ «Новый двигатель Wärtsilä 31». Технический журнал Wärtsilä . 20 октября 2015 г. http://www.wartsila.com/twentyfour7/in-detail/the-new-wartsila-31-engine.
  23. ↑ «Обзор технологий RTA-C». Wärtsilä. 2004. Архивировано 26 декабря 2005 года. Https://web.archive.org/web/20051226062109/http://www.wartsila.com/Wartsila/docs/en/ship_power/media_publications/brochures/product/ двигатели / rtac_tr.pdf.
  24. ↑ «Руководство проекта MAN B&W S80ME-C9.4-TII». Человек Дизель. Май 2014 г. http://marine.man.eu/applications/projectguides/2stroke/content/printed/S80ME-C9_4.pdf.
  25. ↑ «Руководство проекта MAN B&W G95ME-C9.2-TII». Человек Дизель. Май 2014. с. 16. https://marine.man.eu/applications/projectguides/2stroke/content/printed/G95ME-C9_2.pdf.
  26. Томас Келлнер (17 июня 2016 г.). «Вот почему последний мировой рекорд Гиннеса будет держать Францию ​​в сиянии еще долго после того, как футбольные фанаты уйдут» (пресс-релиз).General Electric.
  27. ↑ «ATR: Оптимальный выбор для благоприятной окружающей среды». Avions de Transport Regional. Июнь 2001. с. Выбросы выхлопных газов двигателя PW127F. http://web.fc.fi/data/files/ATR_TheOptimumChoice.pdf.
Библиография

Внешние ссылки

Характеристика удельного расхода топлива для реактивных двигателей

Опубликовано
Реферат:

Целью данного проекта является а) оценка удельного расхода топлива (TSFC) реактивных двигателей в крейсерском режиме в зависимости от высоты полета, скорости и тяги и б) определение оптимальной крейсерской скорости для максимальной дальности полета реактивных самолетов. на основе характеристик TSFC из а).В отношении а) обзор литературы показывает различные модели влияния высоты и скорости на TSFC. Простая модель, описывающая влияние тяги на TSFC, кажется, не существует в литературе. Здесь были собраны и оценены общедоступные данные. TSFC в зависимости от тяги описывается так называемой кривой ковша с самым низким TSFC в точке ковша при определенной настройке тяги. Было разработано новое простое уравнение, аппроксимирующее влияние тяги на TSFC. Было обнаружено, что влияние тяги, а также высоты на TSFC невелико, и во многих случаях им можно пренебречь в крейсерских условиях.Однако TSFC примерно линейно зависит от скорости. Это следует уже из первых принципов. Относительно пункта b) было обнаружено, что теоретически преподаваемая оптимальная скорость полета (в 1,316 раза превышающая минимальную скорость сопротивления) для максимальной дальности реактивных самолетов является неточной, поскольку вывод основан на нереалистичном предположении о том, что TSFC является постоянным со скоростью. Принимая во внимание влияние скорости на TSFC и лобовое сопротивление, оптимальная скорость полета составляет всего около 1,05–1,11 минимальной скорости лобового сопротивления в зависимости от веса самолета.Объем фактических данных двигателя в этом проекте был чрезвычайно ограничен, и поэтому результаты будут такими же точными, как и исходные данные. Результаты могут иметь лишь ограниченную универсальную применимость, поскольку были проанализированы только четыре типа реактивных двигателей. Одна из оригинальных ценностей проекта — новая простая полиномиальная функция для оценки изменений TSFC от изменений тяги при сохранении постоянной скорости и высоты.

Лицензия данной версии: CC BY-NC-SA 4.0 Непортировано — https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Тип публикации: книга
Статус публикации: Версия
Дата публикации: 2018
Ключевые слова немецкий: Flugzeug, Schub, Kraftstoffverbrauch, Reichweite
Ключевые слова английский: самолет, тяга, расход топлива, дальность, Breguet, двигатель, турбовентилятор, SFC, TSFC, PSFC, Turbomatch, кривая ковша, вылет, крейсерский режим, высота, скорость, Мах, BPR, извлечение данных, оптимизация
DDC: 600 | Техник, 620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau, 629,1 | Luft- und Raumfahrttechnik
Контролируемые ключевые слова (GND): Luftfahrt, Luftfahrzeug, Flugmechanik, Flugtriebwerk
Публикации по теме: https: // doi.org / 10.7910 / DVN / LZNNL1

Расход топлива в зависимости от экономии топлива

Рис. 1. Это пример наклейки, которая будет на автомобиле, чтобы указать экономию топлива. Красный крестик — это расход топлива. [1]

Расход топлива и Экономия топлива — это две фразы, которые иногда используются как синонимы, но имеют очень разные значения. Основное различие заключается в том, что обсуждает расход топлива, сколько топлива расходует автомобиль, чтобы проехать определенное расстояние, а экономия топлива измеряет , какое расстояние у автомобиля заканчивается без топлива.Следовательно, они имеют обратную зависимость от . [2] Хотя значения схожи, есть небольшая разница, на которую стоит обратить внимание: [3]

Расход топлива — это количество топлива, которое расходует автомобиль, чтобы проехать определенное расстояние. Он выражается в литрах на сто километров, или в странах, использующих имперскую систему мер, в милях на 100 галлонов. Например, Volkswagen Golf TDI Bluemotion имеет один из лучших показателей расхода топлива, требующий всего 3.Ехать 17 литров на 100 км. [4] Следовательно, чем меньше значения, тем лучше рейтинг.
Экономия топлива измеряется в милях на галлон [2] (или в электромобилях в милях на галлон бензинового эквивалента (MPGe)) и указывает на то, как далеко может проехать автомобиль, используя заданное количество топлива. Поскольку это величина, обратная расходу топлива, у чем больше значение , тем лучше рейтинг. Иногда используется термин топливная экономичность. Важно отметить, что это разговорный термин, который используется вместо экономии топлива.Однако истинная топливная эффективность должна быть выражена в процентах, которые измеряют, сколько топлива используется для движения автомобиля по сравнению с общим количеством впрыснутого топлива. [5]
На приведенном выше графике по горизонтальной оси показана экономия топлива, а по вертикальной оси — расход топлива. Обратите внимание, что расход топлива не уменьшается линейно с увеличением экономии топлива (MPG). [6]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

Удельный расход топлива для авиационных двигателей

Полет на максимальную дальность сделан, чтобы мы могли пролететь максимальное расстояние с учетом количества топлива на борту.Это может быть установлено на расстояние, пройденное по воздуху или по земле. Это представляет интерес для пилота, когда он хочет лететь с наименьшим расходом топлива на пройденное расстояние, чтобы сэкономить топливо. Полет на максимальную выносливость выполняется, когда пилот хочет оставаться в воздухе максимально возможное время с учетом количества топлива.

Двигатель должен работать с максимальной удельной топливной эффективностью (SFC), чтобы использовать наименьшее количество топлива для пройденного расстояния. Мы исследуем здесь, что влияет на этот фактор.



Соображения SFC двигателя

Максимальный запас хода или максимальный ресурс, необходимый для работы двигателя с максимальной эффективностью 1 / SFC. Существует ряд факторов, которые имеют явное влияние на эффективность, это: MAP и RPM, смесь, температура окружающей среды, высота над уровнем моря и температура карбюратора, а также воздушный фильтр.

MAP & RPM

Для достижения определенного количества мощности от двигателя пилоту доступно несколько комбинаций MAP и RPM, которые дадут одинаковый результат.Однако самый низкий SFC достигается с самым высоким MAP и самым низким числом оборотов в минуту для этой настройки мощности. Работа на низких оборотах снижает трение в двигателе и улучшает воздухозаборник (объемный КПД), а высокое MAP также способствует хорошему потоку воздуха (меньшее ограничение дроссельной заслонкой). Производитель двигателя устанавливает ограничения для комбинаций MAP / RPM в отношении предотвращения детонации. Просто ориентируйтесь по номерам книг, и вреда не будет.

Смесь

Правильная обедненная смесь двигателя во время крейсерского полета также очень важна для снижения общего расхода топлива, выбора оптимальной экономии или самого низкого расхода топлива для достижения максимального EGT / CHT, допустимого для настройки мощности.

Температура окружающей среды (OAT)

Холодный воздух более плотный и улучшает объемный КПД двигателя. Таким образом, требуемая мощность может быть получена при более низких оборотах, если OAT низкий, и в результате это также снизит потери на трение в двигателе.

Карбюратор

К тому же нагрев карбюратора не следует использовать во время дальних или длительных полетов, поскольку это приведет к увеличению температуры на впуске и снижению эффективности двигателя. Любое препятствие в воздухозаборнике, например воздушный фильтр или частично закрытая дроссельная заслонка, снижает MAP.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *