Ασκήσεις Σειρά 1. 2) Γεδοκέλα: κεταλή Diesel 4-X 6-K, δηάκεηρος εκβόιοσ B = 125 mm = 0,125 m, δηαδροκή εκβόιοσ L = 136. B ηο εκβαδόλ θύθιοσ) 4

Transcript

1 Ασκήσεις Σειρά ) Γεδοκέλα: κεταλή Diesel 4-X 6-K, δηάκεηρος εκβόιοσ Β = 5 mm = 0,5 m, δηαδροκή εκβόιοσ L = 36 mm = 0,36 m, κέγηζηε ηζτύς P = 68 kw = 0,68 MW, ζηροθές N = 00 rpm = 35 rps Ζεηούκελα: α) κέζε ηατύηεηα εκβόιοσ S P = ; (m/s) β) κέζε πραγκαηηθή πίεζε mep = ; (kp) Λύση: α) κέζε ηατύηεηα εκβόιοσ: S L N 0, ,5 m / s p B 0.5 β) όγθος εκβοιηζκού: Vd Ap Lό ί L6 0,36 6 0,04 0 m (όποσ A p B ηο εκβαδόλ θύθιοσ) 4 Pn r 68 κέζε πραγκαηηθή πίεζε: mep 960kP 3 V N 0, d (όποσ n r = γηα 4-Χ θύθιο θαη n r = γηα -Χ θύθιο) ) Γεδοκέλα: κεταλή Diesel 4-X 6-K, δηάκεηρος εκβόιοσ B = 5 mm = 0,5 m, δηαδροκή εκβόιοσ L = 36 mm = 0,36 m, κέζε ηατύηεηα εκβόιοσ S P = 8,6 m/s Ζεηούκελα: α) παροτή αέρα m = ; (g/s) αλ ο ογθοκεηρηθός βαζκός απόδοζες n u = 0,9 βαζηζκέλος ζε αηκοζθαηρηθές ζσλζήθες (ζερκοθραζία T = 7 o C = 300 Κ,πίεζε P = 980 mbr = N/m, ζηαζερά αέρα R = 87 J/kgK) - αλ ο ιόγος θασζίκοσ - αέρα F A = 0,05 λα σποιογηζηούλ: β) παροτή θασζίκοσ m = ; (g/s) θαη γ) κάδα θασζίκοσ m = ; (g) ζε θάζε θύιηλδρο αλά θύθιο ιεηηοσργίας Λύση: α) ζηροθές: S p 8,6 S p L N N 30 rps L 0,36 όγθος εκβοιηζκού:

2 B 0,5 Vd Ap Lό ί L6 0,36 6 0,04 0 m (όποσ A p B ηο εκβαδόλ θύθιοσ) 4 3 πσθλόηεηα: P 98000,4 kg / m RT παροτή αέρα: 3 m nu Vd N 0,9,4 0, Vd N nu m 0,57 kg / s 57 g / s F m β) παροτή θασζίκοσ: 0, 05 m 0, 05 m 0, ,85 g / s A m γ) κάδα αέρα ζε όιοσς ηοσς θσιίλδροσς: m 3 nu m nu Vd 0,9,4 0,04 0 0,0048 kg 0,48 g V d F m κάδα θασζίκοσ ζε όιοσς ηοσς θσιίλδροσς: 0, 05 m 0, 05 m 0, 050, 48 0,54 g A m κάδα θασζίκοσ ζε θάζε θύιηλδρο αλά θύθιο ιεηηοσργίας: m 0,54 0,087 ό ί 6 g 3) Γεδοκέλα: θιίζε δρόκοσ 6 o, ηατύηεηα πορείας οτήκαηος S u = 08 km/h = 30 m/s, κάδα οτήκαηος (καδί κε επηβάηες) M u = 600 kg, κεηωπηθή επηθάλεηα οτήκαηος A u =,8 m, επηηάτσλζε βαρύηεηας g = 9,8 m/s, πίεζε περηβάιιοληος P = 030 mbr = N/m, ζερκοθραζία περηβάιιοληος T = 7 o C = 300 K, ζηαζερά αέρα R = 87 J/kgK Ζεηούκελα: α) αληίζηαζε θύιηζες = ; (N) β) αληίζηαζε αέρα = ; (N) γ) αληίζηαζε θιίζες εδάθοσς = ; (N) δ) ηζτύς γηα λα σπερληθεζεί ε αληίζηαζε θύιηζες P R = ; (kw) ε) ηζτύς γηα λα σπερληθεζεί ε αληίζηαζε ηοσ αέρα P D = ; (kw) δ) ηζτύς γηα λα σπερληθεζεί ε αληίζηαζε θιίζες ηοσ εδάθοσς P θι = ; (kw) ε) ηζτύς ηες κεταλής όηαλ ο βαζκός απόδοζες ηοσ ζσζηήκαηος κεηάδοζες θίλεζες από ηε κεταλή προς ηοσς ηροτούς είλαη 90%

3 ζ) Αλ ηο ότεκα θηλείηαη ζε θαηεθορηθό δρόκο ποσ έτεη θιίζε 4 κοίρες, πόζε ηζτύς, ζε kw, πρέπεη λα δαπαλάηαη θαηά ηελ πέδεζε ηοσ οτήκαηος ώζηε ασηό λα θηλείηαη κε ζηαζερή ηατύηεηα S u = 7 km/h = 0 m/s Λύση: α) πσθλόηεηα: P 03000,963 kg / m RT αληίζηαζε θύιηζες: C M g 0, ,8 9,5 N R u β) αληίζηαζε αέρα:,963 0,4,8 30 D u u 387,5 C A S N γ) αληίζηαζε θιίζες εδάθοσς: M g sin ,8 sin N u δ) ηζτύς γηα λα σπερληθεζεί ε αληίζηαζε θύιηζες: P S ( C M g) 30 (0, ,8) 6585 W 6,585 kw R u R u ε) ηζτύς γηα λα σπερληθεζεί ε αληίζηαζε ηοσ αέρα: PD Su ( CD Au Su ) 30 (,963 0,4,8 30 ) 65 W,65 kw δ) ηζτύς γηα λα σπερληθεζεί ε αληίζηαζε θιίζες ηοσ εδάθοσς: P S u ( M u g sin6 ) 30 (600 9,8 sin6 ) 4970 W 49,7 kw PR PD P 6,585, 65 49,7 ε) ηζτύς κεταλής: P 74,87 kw 0.9 0,9 ζ) ηζτύς ποσ δαπαλάηαη: Pr ( CR Mu g CD Au Su Mu g sin 4 ) Su (0, ,8,963 0,4, ,8sin 4 ) W 4,04 kw (όποσ C R ζσληειεζηής θσιίζεως ηηκές 0,0-0,05 θαη C D ζσληειεζηής αληίζηαζες αέρα ηηκές 0,3-0,5) 4) Γεδοκέλα: κεταλή Otto 4-X 4-K, κέζε ηατύηεηα εκβόιοσ S P = 4,94 m/s, κέζε πραγκαηηθή πίεζε mep = 700 kp, δηάκεηρος θσιίλδροσ Β = 85 mm = 0,085 m, δηαδροκή εκβόιοσ L = 90 mm = 0,09 m Ζεηούκελα: α) ηζτύς κεταλής P = ; (kw) β) ηατύηεηα περηζηροθής Ν = ; (rpm)

4 SP 4,94 Λύση: β) ηατύηεηα περηζηροθής: S P L N N 83 rps rpm L 0,09 B 0,085 α) όγθος εκβοιηζκού: Vd Ap Lό ί L4 0,09 4,048 0 m (όποσ A p B ηο εκβαδόλ θύθιοσ) 4 ηζτύς κεταλής: 3 Pnr mep VD N 700, mep P 59,6 kw V N n d R (όποσ n r = γηα 4-Χ θύθιο θαη n r = γηα -Χ θύθιο) 5) Γεδοκέλα: κεταλή Diesel 4-X 6-K, θαηαλάιωζε θασζίκοσ m = 7 g/s, δηάκεηρος θσιίλδροσ Β = 0 mm = 0, m, δηαδροκή εκβόιοσ L = 30 mm = 0,3 m, πίεζε περηβάιιοληος P = 980 mbr = 9800 N/m, ζερκοθραζία περηβάιιοληος T = 0 o C = 93 K, ζηαζερά αέρα R = 87 J/kgK Ζεηούκελα: α) θαηαλάιωζε αέρα m = ; (g/s) αλ ο ιόγος θασζίκοσ-αέρα F 0,05 β) A ογθοκεηρηθός βαζκός απόδοζες n u = ; βαζηζκέλος ζε αηκοζθαηρηθές ζσλζήθες αλ ε κεταλή περηζηρέθεηαη κε N = 800 rpm Λύση: α) θαηαλάιωζε αέρα: F m m 7 0, 05 m 40 g / s 0,4 kg / s A m 0,05 0,05 β) όγθος εκβοιηζκού: B 0, Vd Ap Lό ί L6 0,36 8,86 0 m (όποσ A p B ηο εκβαδόλ θύθιοσ) 4 P πσθλόηεηα:,654 kg / m RT 87 93

5 m 0,4 ογθοκεηρηθός βαζκός απόδοζες: nu 0,908 90,8 % 3 V N,654 8, d 6) Γεδοκέλα: κεταλή Diesel, ζηροθές N = 800 rpm = 30 rps, θαηαλάιωζε θασζίκοσ m = 9 g/s = 3400 g/h, ροπή T = 700 Nm Ζεηούκελα: Αλ ηο θαύζηκο έτεη θαηώηερε ζερκογόλο δύλακε Q = 4,5 MJ/kg α) πραγκαηηθή εηδηθή θαηαλάιωζε θασζίκοσ sc = ; (g/kwh) β) πραγκαηηθός βαζκός απόδοζες κεηαηροπής θασζίκοσ n = ; Λύση: α) ηζτύς: P N T W 3,946 kw εηδηθή θαηαλάιωζε θασζίκοσ: m 3400 sc 46 g / kwh 0, 0683 g / kws P 3,946 β) βαζκός απόδοζες κεηαηροπής θασζίκοσ: n 0,345 34,5 % sc Q 0,0683 4,5 7) Γεδοκέλα: κεταλή Otto 4-X 4-K, δηάκεηρος θσιίλδροσ Β = 90 mm = 0,09 m, δηαδροκή εκβόιοσ L = 95 mm = 0,095 m, ζηροθές N = 4500 rpm = 75 rps, παροτή αέρα m = 75 g/s, παροτή θασζίκοσ m = 4,8 g/s, ζηοητεηοκεηρηθός ιόγος αέρα θασζίκοσ A F 4,6 Ζεηούκελα: α) ογθοκεηρηθός βαζκός απόδοζες n u = ; βαζηζκέλος ζε αηκοζθαηρηθές ζσλζήθες(πίεζε P = br = N/m, ζερκοθραζία T = 7 o C = 90 K, ζηαζερά αέρα R = 87 J/kgK) β) κάδα αέρα m α = ; (g) ποσ εηζέρτεηαη ζε θάζε θύιηλδρο θαηά ηελ εηζαγωγή - αλ ε παροτή θασζίκοσ m = 4,8 g/s λα σποιογηζηούλ: A γ) ιόγος αέρα θασζίκοσ F = ; δ) ιόγος θασζίκοσ - αέρα F A = ; ε) ζτεηηθός ιόγος αέρα θασζίκοσ ι = ; δ) ηζοδύλακος ιόγος θασζίκοσ αέρα θ = ; ε) ζηοητεηοκεηρηθός ιόγος θασζίκοσ αέρα F A = ; Λύση: α) όγθος εκβοιηζκού:

6 B 0,09 Vd Ap Lό ί L4 0,095 4,475 0 m (όποσ A p B ηο εκβαδόλ θύθιοσ) 4 3 πσθλόηεηα: P 00000, 049 kg / m RT m 0,075 ογθοκεηρηθός βαζκός απόδοζες: nu 0,689 68,9 % 3 V N,049, β) κάδα αέρα (ζε όιοσς ηοσς θσιίλδροσς καδί) d 3 3 m nu Vd 0,689,049, kg g κάδα αέρα (ζε θάζε θύιηλδρο) m m 0,5 ό ί 4 g γ) ιόγος αέρα θασζίκοσ δ) ιόγος θασζίκοσ αέρα A F m 75 5,6 m 4,8 F m 4,8 0,064 A m 75 ε) ζτεηηθός ιόγος αέρα θασζίκοσ: ι A ό ό ό έ ί F 5,6,07 ό ό έ ί A 4,6 ό F δ) ηζοδύλακος ιόγος θασζίκοσ αέρα: 0,93,07 ε) ζηοητεηοκεηρηθός ιόγος θασζίκοσ αέρα: F 0, A A 4,6 ό F

7

8 Ασκήσεις Σειρά ) Γεδοκέλα: κεταλή Otto 4-X 4-K, δηάκεηρος εκβόιοσ Β = 87,5 mm = 0,0875 m, δηαδροκή εκβόιοσ L = 9 mm = 0,09 m, κέγηζηε ηζτύς P = 65 kw = 0,065 MW, ζηροθές N = 4800 rpm = 80 rps Ζεηούκελα: α) κέζε ηατύηεηα εκβόιοσ S P = ; (m/s) β) κέζε πραγκαηηθή πίεζε mep = ; (kp) Λύση: α) κέζε ηατύηεηα εκβόιοσ: S L N 0, ,7 m / s p B 0, 0875 β) όγθος εκβοιηζκού: Vd Ap Lό ί L4 0,09 4,30 m (όποσ A p B ηο εκβαδόλ θύθιοσ) 4 Pn r 65 κέζε πραγκαηηθή πίεζε: mep 735 kp 3 V N,30 80 d (όποσ n r = γηα 4-Χ θύθιο θαη n r = γηα -Χ θύθιο) ) Γεδοκέλα: κεταλή Otto 4-X 4-K, δηάκεηρος εκβόιοσ B = 87,5 mm = 0,0875 m, δηαδροκή εκβόιοσ L = 9 mm = 0,09 m, κέζε ηατύηεηα εκβόιοσ S P = 0, m/s, παροτή αέρα m = 60 g/s Ζεηούκελα: ογθοκεηρηθός βαζκός απόδοζες n u = ; βαζηζκέλος ζε αηκοζθαηρηθές ζσλζήθες (ζερκοθραζία T = 7 o C = 90 K, πίεζε P = br = N/m, ζηαζερά αέρα R = 87 J/kgK) Λύση: όγθος εκβοιηζκού: B 0, 0875 Vd Ap Lό ί L4 0,09 4,3 0 m (όποσ A p B ηο εκβαδόλ θύθιοσ) 4 πσθλόηεηα: 5 P 0, kg / m RT

9 S p 0, ζηροθές: S p L N N 55 rps L 0,09 m 0,06 ογθοκεηρηθός βαζκός απόδοζες: nu 0,83 8,3 % 3 V N,,30 55 d 3) Γεδοκέλα: πραγκαηηθός βαζκός απόδοζες κεηαηροπής θασζίκοσ κεταλής Otto n = 0,3 Ζεηούκελα: πραγκαηηθή εηδηθή θαηαλάιωζε θασζίκοσ sc = ; (g/kwh) α) γηα ηζοοθηάληο (Isooctne) β) γηα βελδίλε (Gsoline) γ) γηα κεζαλόιε (Methnol) δ) γηα σδρογόλο (Hydrogen) Λύση: α) εηδηθή θαηαλάιωζε θασζίκοσ: sc 0,075 g / kws (0, )( g / kwh) 7 g / kwh n Q 0,344,3 β) εηδηθή θαηαλάιωζε θασζίκοσ: sc 0, g / kws (0, )( g / kwh) 73 g / kwh n Q 0,344 γ) εηδηθή θαηαλάιωζε θασζίκοσ: sc 0,67 g / kws (0, )( g / kwh) 600 g / kwh n Q 0,30 δ) εηδηθή θαηαλάιωζε θασζίκοσ: sc 0, 078 g / kws (0, )( g / kwh) 00 g / kwh n Q 0,30 * όποσ Q ε ζερκογόλος δύλακε θασζίκοσ (παίρλοσκε ηελ ηηκή από πίλαθα ζει. 6 ηοσ οσ θεθαιαίοσ) * 4) Γεδοκέλα: ηατύηεηα πορείας οτήκαηος S u = 90 km/h = 5 m/s, κάδα οτήκαηος (καδί κε επηβάηες) M u = 500 kg, κεηωπηθή επηθάλεηα οτήκαηος A u = m, επηηάτσλζε βαρύηεηας g = 9,8 m/s, πίεζε περηβάιιοληος P = 990 mbr = 0,99 br = N/m, ζερκοθραζία περηβάιιοληος T = 7 o C = 90 K, ζηαζερά αέρα R = 87 J/kgK Ζεηούκελα: α) Ιζτύς πορείας P r = ; (kw) ζε ορηδόληηο δρόκο β) Ιζτύς πορείας P r = ; (kw) ζε αλεθορηθό δρόκο κε θιίζε 8

10 P Λύση: α) πσθλόηεηα:,9 kg / m RT Ιζτύς πορείας: Pr ( CR Mu g CD Au Su ) Su (0, ,8,9 0,4 5 ) W,4 kw β) Ιζτύς πορείας: Pr ( CR Mu g CD Au Su Mu g sin8 ) Su (0, ,8,9 0, ,8sin8 ) kw 63,48 W (όποσ C R ζσληειεζηής θσιίζεως ηηκές 0,0-0,05 θαη C D ζσληειεζηής αληίζηαζες αέρα ηηκές 0,3-0,5) 5) Γεδοκέλα: κεταλή Diesel 4-X 6-K, θαηαλάιωζε θασζίκοσ m = 5,5 g/s, δηάκεηρος θσιίλδροσ B = 05 mm = 0,05 m, δηαδροκή εκβόιοσ L = 6 mm = 0,6 m, πίεζε περηβάιιοληος P =,0 br = 0000 N/m, ζερκοθραζία περηβάιιοληος T = 5 o C = 98 K, ζηαζερά αέρα R = 87 J/kgK Ζεηούκελα: α) θαηαλάιωζε αέρα m ; (g/s) αλ ο ιόγος θασζίκοσ-αέρα F A 0,05 β) ογθοκεηρηθός βαζκός απόδοζες n u = ; βαζηζκέλος ζε αηκοζθαηρηθές ζσλζήθες αλ ε κέζε ηατύηεηα εκβόιοσ S P = 8, m/s Λύση: α) θαηαλάιωζε αέρα: F m m 5.5 0, 05 m 0 g / s 0, kg / s A m 0,05 0,05 β) όγθος εκβοιηζκού: B 0,05 Vd Ap Lό ί L6 0,6 6 6,06 0 m (όποσ A p B ηο εκβαδόλ θύθιοσ) 4 P πσθλόηεηα:,96 kg / m RT 87 98

11 SP 8, ηατύηεηα περηζηροθής: S P L N N 35 rps L 0,6 m 0, ογθοκεηρηθός βαζκός απόδοζες: nu 0,876 87,6 % 3 V N,96 6, d 6) Γεδοκέλα: κεταλή Diesel 4-X 6-K, ζηροθές N = 70 rpm = 8,67 rps, θαηαλάιωζε θασζίκοσ m = 7 g/s, ροπή T = 630 Nm, δηάκεηρος θσιίλδροσ B = 0 mm, δηαδροκή εκβόιοσ L = 0 mm Ζεηούκελα: Αλ ηο θαύζηκο έτεη θαηώηερε ζερκογόλο δύλακε α) πραγκαηηθή εηδηθή θαηαλάιωζε θασζίκοσ sc = ; (g/kwh) β) πραγκαηηθός βαζκός απόδοζες κεηαηροπής θασζίκοσ n = ; γ) κέζε ηατύηεηα εκβόιοσ S P = ; (m/s) δ) κέζε πραγκαηηθή πίεζε mep = ; (kp) Q = 4 MJ/kg Λύση: α) ηζτύς: P N T 8, ,5 W 3,4875 kw εηδηθή θαηαλάιωζε θασζίκοσ: m 7 sc 0,0668 g / kws P 3,4875 β) βαζκός απόδοζες κεηαηροπής θασζίκοσ: n 0,386 38,6 % sc Q 0, γ) κέζε ηατύηεηα εκβόιοσ: S L N 0, 8,67 6,88 m / s δ) όγθος εκβοιηζκού: P B 0, Vd Ap Lό ί L6 0, 6 6,844 0 m 4 4 B (όποσ Ap ηο εκβαδόλ θύθιοσ) 4 Pn r 3,4875 κέζε πραγκαηηθή πίεζε: mep 57 kp 3 V N 6, , 67 (όποσ n r = γηα 4-Χ θύθιο θαη n r = γηα -Χ θύθιο) d 3 3

12 7) Γεδοκέλα: κεταλή Diesel 4-X 6-K, ηζτύς P = 0 kw, ιόγος δηακέηροσ θσιίλδροσ προς δηαδροκή B εκβόιοσ 0,9 L, κέζε ηατύηεηα εκβόιοσ S p = 4 m/s, κέζε πίεζε mep = 700 kp B Ζεηούκελα: αλ ο ιόγος δηακέηροσ θσιίλδροσ προς δηαδροκή εκβόιοσ 0,9 λα σποιογηζηούλ: L α) δηάκεηρος θσιίλδροσ Β = ; (mm) β) δηαδροκή εκβόιοσ L = ; (mm) γ) ολοκαζηηθή ηατύηεηα Ν = ; (rpm) B Λύση: α) όγθος εκβοιηζκού: Vd Ap Lό ί L 6 4 (όποσ A p B ηο εκβαδόλ θύθιοσ) 4 Τατύηεηα: S p 4 7 N L L L Pn R L δηάκεηρος θσιίλδροσ: mep 700 B 0,38 m 38 mm Vd N B L67 L6 4 L β) δηαδροκή εκβόιοσ: B B 38 0,9 L 50 mm 0,5 m L 0,9 0,9 γ) ολοκαζηηθή ηατύηεηα: S p 4 S p L N N 46, 67 rps 800 rpm L 0,5

13

14 Ασκήσεις Σειρά 3 ) Από ηελ ηειεπηαία ζειίδα ηνπ νπ θεθαιαίνπ παίξλνπκε από πίλαθα ηελ θαηώηεξε ζεξκνγόλν δύλακε γηα πεηξέιαην (Light diesel) Q = 4.5 MJ/Kg θαη γηα βελδίλε (Gsoline) Q = 44 MJ/Kg Λύζη: () Γηα κεραλή diesel από ην ζρήκα 0 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε: α) Σηηο 000 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 35 g/kwh = 0,0875 g/kws β) Σηηο 500 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 80 g/kwh = 0,0778 g/kws γ) Σηηο 000 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 70 g/kwh = 0,0750 g/kws δ) Σηηο 500 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 60 g/kwh = 0,07 g/kws ε) Σηηο 3000 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 60 g/kwh = 0,07 g/kws δ) Σηηο 3500 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 70 g/kwh = 0,0750 g/kws ε) Σηηο 4000 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 98 g/kwh = 0,088 g/kws ζ) Σηηο 4500 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 330 g/kwh = 0,097 g/kws (όπνπ sc ε εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ) Σηε ζπλέρεηα ππνινγίδνπκε ηνπο αληίζηνηρνπο πξαγκαηηθνύο βαζκνύο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ n από ηνλ ηύπν: n sc Q α) n 0, 689 6,89% 0,0875 4,5 β) n 0,304 30, 4% 0,0778 4,5 γ) n 0,337 3,37% 0,0750 4,5 δ) n 0,359 3,59% 0,07 4,5 ε) n 0,359 3,59% 0,07 4,5 δ) n 0,337 3,37% 0,0750 4,5 ε) n 0, 84 8, 4% 0,088 4,5 ζ) n 0, 566 5, 66% 0,097 4,5

15 α/α n N (rpm) 0, , , , , , , , ,35 0,33 0,3 0,9 0,7 0,5 Κατανομή πραγματικόυ βαθμοφ απόδοςησ μετατροπήσ καυςίμου (n ) ςυναρτήςει τησ ταχφτητασ (Ν) Λύζη: () Γηα κεραλή diesel από ην ζρήκα 0 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε: α) Γηα 00 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 700 g/kwh = 0,944 g/kws β) Γηα 00 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 40 g/kwh = 0,67 g/kws γ) Γηα 300 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 350 g/kwh = 0,097 g/kws δ) Γηα 400 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 30 g/kwh = 0,086 g/kws ε) Γηα 500 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 75 g/kwh = 0,0764 g/kws δ) Γηα 600 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 60 g/kwh = 0,07 g/kws ε) Γηα 700 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 60 g/kwh = 0,07 g/kws ζ) Γηα 800 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 65 g/kwh = 0,078 g/kws (όπνπ sc ε εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ) Σηε ζπλέρεηα ππνινγίδνπκε ηνπο αληίζηνηρνπο πξαγκαηηθνύο βαζκνύο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ n από ηνλ ηύπν: n sc Q α) n 0,0,0% 0,944 4,5 β) n 0, 06 0,6% 0,67 4,5 γ) n 0, 4 4, % 0,097 4,5 δ) n 0, 733 7,33% 0,086 4,5 ε) n 0, ,80% 0,0764 4,5 δ) n 0,359 3,59% 0,07 4,5 ε) n 0,359 3,59% 0,07 4,5 ζ) n 0,33 3,3% 0,078 4,5

16 bmep α/α n (kp) 0, 00 0, , , , , , , ,35 0,3 0,5 0, 0,5 0, 0,05 0 Κατανομή πραγματικοφ βαθμοφ απόδοςησ μετατροπήσ καυςίμου (n ) ςυναρτήςει του φορτίου (bmep) Λύζη: () Γηα κεραλή Otto από ην ζρήκα ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε: α) Σηηο 000 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 90 g/kwh = 0,0806 g/kws β) Σηηο 500 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 30 g/kwh = 0,0889 g/kws γ) Σηηο 000 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 300 g/kwh = g/kws δ) Σηηο 500 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 90 g/kwh = 0, 0806 g/kws ε) Σηηο 3000 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 90 g/kwh = 0, 0806 g/kws δ) Σηηο 3500 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 300 g/kwh = 0,0833 g/kws ε) Σηηο 4000 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 305 g/kwh = 0,0847 g/kws ζ) Σηηο 4500 rpm θαη ζην 70% ηνπ θνξηίνπ sc = 330 g/kwh = 0,097 g/kws (όπνπ sc ε εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ) Σηε ζπλέρεηα ππνινγίδνπκε ηνπο αληίζηνηρνπο πξαγκαηηθνύο βαζκνύο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ n από ηνλ ηύπν: n sc Q α) n 0, 80 8, 0% 0, β) n 0, 556 5,56% 0, γ) n 0, % 0, δ) n 0, 80 8, 0% 0, ε) n 0, 80 8, 0% 0, δ) n 0, 78 7, 8% 0, ε) n 0, 683 6,83% 0, ζ) n 0, 478 4, 78% 0,097 44

17 α/α n N (rpm) 0, , , , , , , , ,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45 Κατανομή πραγματικόυ βαθμοφ απόδοςησ μετατροπήσ καυςίμου (n ) ςυναρτήςει τησ ταχφτητασ (Ν) Λύζη: () Γηα κεραλή Otto από ην ζρήκα ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε: α) Γηα 00 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 60 g/kwh = 0,694 g/kws β) Γηα 00 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 365 g/kwh = 0,04g/kWs γ) Γηα 300 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 305 g/kwh = 0,0847 g/kws δ) Γηα 400 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 80 g/kwh = 0,0778 g/kws ε) Γηα 500 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 75 g/kwh = 0,0764 g/kws δ) Γηα 600 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 90 g/kwh = 0,0806g/kWs ε) Γηα 700 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 35 g/kwh = 0,0875 g/kws ζ) Γηα 800 kp θαη ζηηο 500 rpm sc = 340 g/kwh = 0,0945 g/kws (όπνπ sc ε εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ) Σηε ζπλέρεηα ππνινγίδνπκε ηνπο αληίζηνηρνπο πξαγκαηηθνύο βαζκνύο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ n από ηνλ ηύπν: n sc Q α) n 0,34 3, 4% 0, β) n 0, 4, 4% 0,04 44 γ) n 0, 683 6,83% 0, δ) n 0, 9 9, % 0, ε) n 0, 975 9, 75% 0, δ) n 0, 80 8, 0% 0, ε) n 0, 597 5,97% 0, ζ) n 0, 405 4, 05% 0,

18 bmep α/α n (kp) 0, , , , , , , , ,35 0,3 0,5 0, 0,5 0, 0,05 0 Κατανομή πραγματικοφ βαθμοφ απόδοςησ μετατροπήσ καυςίμου (n ) ςυναρτήςει του φορτίου (bmep) ) Δίλεηαη θαηώηεξε ζεξκνγόλνο δύλακε θαπζίκνπ Q = 4.5 MJ/Kg Λύζη: Γηα κεραλή diesel από ην ζρήκα 0 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε: α) Γηα 00 kp θαη ζηηο 3500 rpm sc = 80 g/kwh = 0,78 g/kws β) Γηα 00 kp θαη ζηηο 3500 rpm sc = 455 g/kwh = 0,64 g/kws γ) Γηα 300 kp θαη ζηηο 3500 rpm sc = 360 g/kwh = 0,000 g/kws δ) Γηα 400 kp θαη ζηηο 3500 rpm sc = 38 g/kwh = 0,0883 g/kws ε) Γηα 500 kp θαη ζηηο 3500 rpm sc = 90 g/kwh = 0,0806 g/kws δ) Γηα 600 kp θαη ζηηο 3500 rpm sc = 75 g/kwh = 0,0764 g/kws ε) Γηα 700 kp θαη ζηηο 3500 rpm sc = 60 g/kwh = 0,07 g/kws ζ) Γηα 800 kp θαη ζηηο 3500 rpm sc = 75 g/kwh = 0,0764 g/kws (όπνπ sc ε εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ) Σηε ζπλέρεηα ππνινγίδνπκε ηνπο αληίζηνηρνπο πξαγκαηηθνύο βαζκνύο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ n από ηνλ ηύπν: n sc Q α) β) n 0,033 0,33% 0,78 4,5 n 0,86 8, 6% 0,64 4,5 ε) δ) n 0, 99 9,9% 0,0806 4,5 n 0, , 79% 0,0764 4,5

19 γ) n 0, 353 3,53% 0,000 4,5 δ) n 0, 665 6, 65% 0,0883 4,5 ε) n 0,359 3,59% 0,07 4,5 ζ) n 0, , 79% 0,0764 4,5 α/α n Bmep (kp) 0, , , , , , , , ,35 0,3 0,5 0, 0,5 0, 0,05 0 Κατανομή πραγματικοφ βαθμοφ απόδοςησ μετατροπήσ καυςίμου (n ) ςυναρτήςει του φορτίου (bmep) Σηηο 3500 rpm, ν πξαγκαηηθόο βαζκόο απόδνζεο κεηαηξνπήο θαπζίκνπ είλαη κέγηζηνο (n mx = 0.359) γηα θνξηίν bmep = 700 kp. 3) Από ηελ ηειεπηαία ζειίδα ηνπ νπ θεθαιαίνπ παίξλνπκε από πίλαθα ηελ θαηώηεξε ζεξκνγόλν δύλακε γηα πεηξέιαην (Light diesel) Q = 4.5 MJ/Kg. Λύζη: () Γηα κεραλή diesel απ επζείαο εγρύζεωο από ην ζρήκα 8 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε: Σην ζεκείν κέγηζηεο απόδνζεο εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ bsc = 0 g/kwh = 0.06 g/kws άξα ν πξαγκαηηθόο βαζκόο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ ζα είλαη n 0,385 38,5% sc Q 0,064,5 Γηα κεραλή diesel εκκέζνπ εγρύζεωο από ην ζρήκα 0 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε: Σην ζεκείν κέγηζηεο απόδνζεο εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ bsc = 60 g/kwh = 0.07 g/kws άξα ν πξαγκαηηθόο βαζκόο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ ζα είλαη n 0,359 3,59% sc Q 0,07 4,5 Λύζη: () Γηα κεραλή diesel απ επζείαο εγρύζεωο από ην ζρήκα 8 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε:

20 Σηηο 3000 rpm θαη γηα θνξηίν πνξείαο 3 br εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ sc = 6 g/kwh = g/kws άξα ν πξαγκαηηθόο βαζκόο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ ζα είλαη n 0,33 3,3% sc Q 0,078 4,5 Γηα κεραλή diesel εκκέζνπ εγρύζεωο από ην ζρήκα 0 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε: Σηηο 3000 rpm θαη γηα θνξηίν πνξείαο 3 br εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ sc = 340 g/kwh = g/kws άξα ν πξαγκαηηθόο βαζκόο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ ζα είλαη n 0, 493 4,93% sc Q 0,0944 4,5 Η κεραλή diesel απ επζείαο εγρύζεωο ιεηηνπξγεί νηθνλνκηθόηεξα, θαζώο θαη ζηηο δπν πεξηπηώζεηο έρεη κεγαιύηεξν πξαγκαηηθό βαζκό απόδνζεο κεηαηξνπήο θαπζίκνπ. 4) Δίλεηαη θαηώηεξε ζεξκνγόλνο δύλακε θαπζίκνπ Q = 4,5 MJ/Kg Λύζη: α) Σην ζεκείν κέγηζηεο απόδνζεο από ην ζρήκα 0 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ bsc = 60 g/kwh = 0,07 g/kws άξα ν πξαγκαηηθόο βαζκόο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ ζα είλαη n 0,359 3,59% sc Q 0,07 4,5 β) Γηα κεραλή diesel εκκέζνπ εγρύζεωο από ην ζρήκα 0 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε: α) Σηηο 000 rpm θαη ζην θνξηίν πνξείαο sc = 80 g/kwh = 0,50 g/kws β) Σηηο 500 rpm θαη ζην θνξηίν πνξείαο sc = 50 g/kwh = 0,444 g/kws γ) Σηηο 000 rpm θαη ζην θνξηίν πνξείαο sc = 40 g/kwh = 0.67 g/kws δ) Σηηο 500 rpm θαη ζην θνξηίν πνξείαο sc = 360 g/kwh = 0, 000 g/kws ε) Σηηο 3000 rpm θαη ζην θνξηίν πνξείαο sc = 340 g/kwh = 0, 0944 g/kws δ) Σηηο 3500 rpm θαη ζην θνξηίν πνξείαο sc = 30 g/kwh = 0,0889 g/kws ε) Σηηο 4000 rpm θαη ζην θνξηίν πνξείαο sc = 30 g/kwh = 0,086 g/kws ζ) Σηηο 4500 rpm θαη ζην θνξηίν πνξείαο sc = 33 g/kwh = 0,0869 g/kws (όπνπ sc ε εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ)

21 Σηε ζπλέρεηα ππνινγίδνπκε ηνπο αληίζηνηρνπο πξαγκαηηθνύο βαζκνύο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ n από ηνλ ηύπν: n sc Q α) n 0,046 0, 46% 0,50 4,5 β) n 0,69 6, 9% 0,444 4,5 γ) n 0, 06 0,6% 0,67 4,5 δ) n 0, 353 3,53% 0,000 4,5 ε) n 0, 493 4,93% 0,0944 4,5 δ) n 0,647 6,47% 0,0889 4,5 ε) n 0, 733 7,33% 0,086 4,5 ζ) n 0, 708 7, 08% 0,0869 4,5 α/α n N (rpm) 0, , , , , , , , ,3 0, 0, 0 Κατανομή πραγματικοφ βαθμοφ απόδοςησ μετατροπήσ καυςίμου (n ) ςυναρτήςει τησ ταχφτητασ (N)

22 5) Δίλεηαη θαηώηεξε ζεξκνγόλνο δύλακε θαπζίκνπ Q = 4,5 MJ/Kg Λύζη: α) Σηηο 3000 rpm θαη ζην 50% ηνπ θνξηίνπ από ην ζρήκα 0 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ sc = 300 g/kwh = 0,0833 g/kws άξα ν πξαγκαηηθόο βαζκόο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ ζα είλαη n 0, 85 8, 5% sc Q 0,0833 4,5 β) Γηα κεραλή diesel εκκέζνπ εγρύζεωο από ην ζρήκα 0 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε: α) Σηηο 000 rpm θαη ζην 30% ηνπ θνξηίνπ sc = 50 g/kwh = 0,444 g/kws β) Σηηο 500 rpm θαη ζην 30% ηνπ θνξηίνπ sc = 40 g/kwh = 0,67 g/kws γ) Σηηο 000 rpm θαη ζην 30% ηνπ θνξηίνπ sc = 40 g/kwh = 0.67 g/kws δ) Σηηο 500 rpm θαη ζην 30% ηνπ θνξηίνπ sc = 360 g/kwh = 0, 000 g/kws ε) Σηηο 3000 rpm θαη ζην 30% ηνπ θνξηίνπ sc = 380 g/kwh = 0, 056g/kWs δ) Σηηο 3500 rpm θαη ζην 30% ηνπ θνξηίνπ sc = 390 g/kwh = 0,083 g/kws ε) Σηηο 4000 rpm θαη ζην 30% ηνπ θνξηίνπ sc = 470 g/kwh = 0,306 g/kws ζ) Σηηο 4500 rpm θαη ζην 30% ηνπ θνξηίνπ sc = 50 g/kwh = 0,444 g/kws (όπνπ sc ε εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ) Σηε ζπλέρεηα ππνινγίδνπκε ηνπο αληίζηνηρνπο πξαγκαηηθνύο βαζκνύο απόδνζεο κεηαηξνπήο ηνπ θαπζίκνπ n από ηνλ ηύπν: n sc Q α) n 0,69 6, 9% 0,444 4,5 β) n 0, 06 0,6% 0,67 4,5 γ) n 0, 06 0,6% 0,67 4,5 δ) n 0, 353 3,53% 0,000 4,5 ε) n 0, 8, 8% 0,056 4,5 δ) n 0, 73, 73% 0,083 4,5 ε) n 0,80 8, 0% 0,306 4,5 ζ) n 0,69 6, 9% 0,444 4,5

23 α/α n N (rpm) 0, , , , , , , , ,5 0, 0,5 0, 0,05 0 Κατανομή πραγματικοφ βαθμοφ απόδοςησ μετατροπήσ καυςίμου (n ) ςυναρτήςει τησ ταχφτητασ (N) ) Δεδομένα : κεραλή diesel 4-Χ, όγθνο εκβνιηζκνύ V d =,34 lt = 0,0034 m 3, πίεζε p = 980 mbr = N/m, ζεξκνθξαζία T = 7 o C = 90 K, ζηαζεξά αέξα R = 87 J/kgK, θαηώηεξε ζεξκνγόλνο δύλακε Q = 4,5. Ζηηούμενα : Με ηε βνήζεηα ηνπ ζρήκαηνο 35 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ γηα κηα ηεηξάρξνλε κεραλή diesel, κε ππεξπιήξωζε θαη ρωξίο ππεξπιήξωζε, λα ππνινγηζηνύλ γηα ην πιήξεο θνξηίν, ζηηο 3600 rpm = 60 rps : α) Ιζρύο P = ; (kw) β) θαηαλάιωζε θαπζίκνπ m = ; (kg/h) A γ) νγθνκεηξηθόο βαζκόο απόδνζεο n u = ; αλ ν ιόγνο αέξα θαπζίκνπ 8 F δ) πξαγκαηηθόο βαζκόο απόδνζεο κεηαηξνπήο θαπζίκνπ n = ; Επίζεο λα ππνινγηζηνύλ : ε) δηαδξνκή εκβόινπ L = ; (mm) δ) δηάκεηξνο θπιίλδξνπ B = ; (mm)

24 Λύζη : α) Γηα κεραλή κε ππεξπιήξωζε : Σηηο 60 rps θαη ζην πιήξεο θνξηίν από ην ζρήκα 35 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε κέζε πίεζε mep =,05 MP = 050 kp Ιζρύο : 3 mep Vd N 050, P 73,7 kw n R Γηα κεραλή ρωξίο ππεξπιήξωζε : Σηηο 60 rps θαη ζην πιήξεο θνξηίν από ην ζρήκα 35 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε κέζε πίεζε mep = 0,75 MP = 750 kp Ιζρύο : 3 mep Vd N 750, P 5,65 kw n R β) Γηα κεραλή κε ππεξπιήξωζε : Σηηο 60 rps θαη ζην πιήξεο θνξηίν από ην ζρήκα 35 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ sc = 83 g/kwh = 0,0786 g/kws Καηαλάιωζε θαπζίκνπ: m 3 sc m P sc 73, 70, , g / s 0,85698 kg / h 5, kg / s P Γηα κεραλή ρωξίο ππεξπιήξωζε : Σηηο 60 rps θαη ζην πιήξεο θνξηίν από ην ζρήκα 35 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ έρνπκε εηδηθή θαηαλάιωζε θαπζίκνπ sc = 75 g/kwh = 0,0764 g/kws

25 Καηαλάιωζε θαπζίκνπ: m 3 sc m P sc 5, 650, , 046 g / s 4, kg / h 4, kg / s P γ) ππθλόηεηα : Γηα κεραλή κε ππεξπιήξωζε : P 98000, i,775 kg / m RT θαηαλάιωζε αέξα : m , ,04849 / A m m kg s F m νγθνκεηξηθόο βαζκόο απόδνζεο θαπζίκνπ : n u m 0,04849,6 6 % 3 V N,775, , i d Γηα κεραλή ρωξίο ππεξπιήξωζε : ππθλόηεηα : P 98000, i,775 kg / m RT θαηαλάιωζε αέξα: m , , / A m m kg s F m νγθνκεηξηθόο βαζκόο απόδνζεο θαπζίκνπ : n u m 0, ,876 87,6 % 3 V N,775, , i d δ) Γηα κεραλή κε ππεξπιήξωζε : πξαγκαηηθόο βαζκόο απόδνζεο κεηαηξνπήο θαπζίκνπ : n 0,99 9,9 % sc Q 0,0786 4,5

26 Γηα κεραλή ρωξίο ππεξπιήξωζε : πξαγκαηηθόο βαζκόο απόδνζεο κεηαηξνπήο θαπζίκνπ : n 0,307 30,7 % sc Q 0,0764 4,5 Επίζεο ππνινγίδνπκε : ε) από ην ζρήκα 35 ηνπ 6 νπ θεθαιαίνπ βιέπνπκε όηη νη 60 rps αληηζηνηρνύλ ζε κέζε ηαρύηεηα εκβόινπ S 0 m / s p S p 0 δηαδξνκή εκβόινπ : S p L N L 0, m 83,33 mm N 60 δ) ζεωξνύκε όηη έρνπκε κεραλή κε 4 θπιίλδξνπο. δηάκεηξνο θπιίλδξνπ : 3 B Vd,34 0 Vd Ap Lό ί L4 B L B 4 L 0, , m 94,54 mm (όπνπ A p B ην εκβαδόλ θύθινπ) 4 Ο ιόγνο B L πξέπεη λα έρεη κηα ηηκή κεηαμύ 0,8 θαη,. Κάλνπκε ηνλ έιεγρν γηα ηηο δηθέο καο ηηκέο : B 0,09454,3455 L 0, Η ηηκή είλαη κέζα ζηα επηηξεπόκελα όξηα νπόηε είκαζηε εληάμεη. *Σε πεξίπηωζε πνπ δελ πεξλνύζε ν έιεγρνο ζα ζεωξνύζακε όηη έρνπκε κεραλή κε 6 θπιίλδξνπο. Σηα δεηνύκελα (ε) θαη (δ) ε ιύζε είλαη θνηλή γηα κεραλή κε ππεξπιήξωζε ή ρωξίο ππεξπιήξωζε*

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36