Báo cáo khoa học: "ảNH HƯởNG CủA Độ CAO MÔI TRƯờNG KHAI THáC TớI CáC THÔNG Số Kỹ THUậT Và KINH Tế CủA ĐộNG CƠ ĐốT TRONG"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt: Đất n-ớc Việt nam ta có tới 3/4 diện tích lãnh thổ là đồi núi, nên độ cao môi tr-ờng khai thác là lớn. ở độ cao lớn khác nhau các thông số vật lý của không khí và n-ớc thay đổi đã làm thay đổi các chỉ tiêu khai thác của động cơ. Bài báo phân tích sự thay đổi các chỉ tiêu này và đề ra các biện pháp khắc phục giúp cho nâng cao hiệu quả khai thác động cơ đốt trong ở vùng núi cao. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "ảNH HƯởNG CủA Độ CAO MÔI TRƯờNG KHAI THáC TớI CáC THÔNG Số Kỹ THUậT Và KINH Tế CủA ĐộNG CƠ ĐốT TRONG"

¶NH H¦ëNG CñA §é CAO M¤I TR¦êNG KHAI TH¸C TíI C¸C TH¤NG Sè Kü THUËT Vµ KINH TÕ CñA §éNG C¥ §èT TRONG TS. nguyÔn thµnh l−¬ng Bé m«n §éng c¬ ®èt trong Tr−êng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i Tãm t¾t: §Êt n−íc ViÖt nam ta cã tíi 3/4 diÖn tÝch l·nh thæ lμ ®åi nói, nªn ®é cao m«i tr−êng khai th¸c lμ lín. ë ®é cao lín kh¸c nhau c¸c th«ng sè vËt lý cña kh«ng khÝ vμ n−íc thay ®æi ®· lμm thay ®æi c¸c chØ tiªu khai th¸c cña ®éng c¬. Bμi b¸o ph©n tÝch sù thay ®æi c¸c chØ tiªu nμy vμ ®Ò ra c¸c biÖn ph¸p kh¾c phôc gióp cho n©ng cao hiÖu qu¶ khai th¸c ®éng c¬ ®èt trong ë vïng nói cao. Summary: Three - fourths of Vietnam’s are are mountains and hills. Naturally, elevation of exploitation sites is great. At different elevations, physical parameters of air and water vary, causing changes in exploitation norms of engines. The article analyses these changes and proposes measures to improve efficiency in exploiting internal combustion engines in mountainous areas. i. §Æt vÊn ®Ò §Æc ®iÓm vÒ ®Þa h×nh n−íc ta cã trªn 3/4 diÖn tÝch l·nh thæ lµ vïng ®åi nói kh«ng b»ng ph¼ng. Trªn ®ã cã nhiÒu khu d©n c− lín nh− §iÖn Biªn, Lai Ch©u (2000m), §µ L¹t (1000m), Sa Pa (2913m)... tiÒm n¨ng kinh tÕ vµ tµi nguyªn còng lín, mËt ®é ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé nh− CT 2 «t« kh¸ch, «t« t¶i, xe m¸y... ho¹t ®éng còng t−¬ng ®èi nhiÒu, vµ sau khi hoµn thµnh ®−êng Hå ChÝ Minh, sÏ h×nh thµnh m¹ng l−íi giao th«ng miÒn nói víi miÒn xu«i hoµn chØnh th× mËt ®é nµy cßn t¨ng nhiÒu. Ngoµi ra trªn c¸c hå n−íc lín phôc vô thñy ®iÖn nh− S¬n La (trªn 1500m)..., c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng thñy còng ho¹t ®éng ë ®é cao rÊt lín so víi c¸c con tµu ho¹t ®éng trªn biÓn, trªn s«ng, vµ c¸c m¸y bay khi bay trªn ®é cao lín. HÇu hÕt c¸c ph−¬ng tiÖn nµy ®Òu sö dông ®éng c¬ ®èt trong, mµ c¸c th«ng sè vËt lý cña kh«ng khÝ m«i tr−êng n¬i sö dông còng lµ th«ng sè ®Çu vµo cña ®éng c¬ th× thay ®æi theo ®é cao n¬i khai th¸c chóng, dÉn tíi lµm thay ®æi c¸c th«ng sè kü thuËt vµ kinh tÕ cña ®éng c¬ ®èt trong khi ho¹t ®éng ë vïng cao. ii. Sù thay ®æi c¸c th«ng sè vËt lý cña kh«ng khÝ vμ n−íc theo ®é cao m«i tr−êng n¬i sö dông (so víi mÆt n−íc biÓn) 2.1. C¸c ®Þa danh vïng nói cã mËt ®é «t« ho¹t ®éng t−¬ng ®èi nhiÒu Vïng nói §é cao mÆt n−íc biÓn H(m) B¾c C¹n, T©y Ninh 600 §µ L¹t, Bu«n Ma Thuét, S«ng BÐ, Kontum 1000 Méc Ch©u, S¬n La, Hµ Giang, Cao B»ng 1500 §iÖn Biªn 1752 Lai Ch©u 2000 SaPa 2913 T©y B¾c 3000
Qua b¶ng 2.1. thÊy ®é cao c¸c vïng còng kh¸c nhau, do vËy viÖc xem xÐt ¶nh h−ëng cña sù thay ®æi cña c¸c th«ng sè vËt lý cña kh«ng khÝ ë tÊt c¶ c¸c ®é cao trªn tíi c¸c chØ tiªu kinh tÕ vµ kü thuËt cu¶ ®éng c¬ ®èt trong lµ cÇn thiÕt. 2.2. §Æc tr−ng khÝ hËu miÒn nói theo chiÒu cao so víi mÆt n−íc biÓn §é cao MËt ®é NhiÖt ®é §é s«i HÖ sè thay §é Èm ¸p suÊt khÝ H(m) kh«ng khÝ khÝ quyÓn cña n−íc ®æi hÖ sè d− (%) quyÓn H(mmHg) kh«ng khÝ a r(kg/m3) TH(0K) t S(0C) 0 P0 = 760 1,225 T0=297 100 1,00 160 1000 674 1,112 293 96,7 0,92 88 2000 569 1,007 290 93,3 0,85 75 3000 462 0,909 286 90 0,78 60 4000 426 0,819 283 86,8 0,75 52 5000 405 0,756 279 83,0 0,75 52 Tõ b¶ng 2.2 thÊy ph−¬ng tiÖn lªn cµng cao th× c«ng suÊt ®éng c¬ gi¶m v× ë ®é cao mËt ®é kh«ng khÝ cµng lo·ng l−îng n¹p cµng gi¶m. §èi víi ®éng c¬ Diesel hÖ sè d− kh«ng khÝ a gi¶m, hçn hîp n¹p ®Ëm, nhiªn liÖu ch¸y kh«ng hÕt, tiªu hao nhiªn liÖu t¨ng. HÖ thèng lµm m¸t b»ng n−íc kÐm ph¸t huy t¸c dông, nguyªn nh©n lµ do cµng lªn cao ¸p suÊt m«i tr−êng gi¶m, nhiÖt ®é s«i cña n−íc cµng gi¶m, n−íc nhanh s«i kh¶ n¨ng lµm m¸t kÐm. iii. Sù thay ®æi c¸c chØ tiªu kü thuËt vμ kinh tÕ cña ®éng c¬ CT 2 3.1. KÕt qu¶ nghiªn cøu tÝnh to¸n nhiÖt ®èi víi ®éng c¬ carbuarator piH = pi0μp0(T0/βT0)1/2/p0 = pi0μ/β1/2 + ¸p suÊt chØ thÞ b×nh qu©n ë ®é cao H: trong ®ã pi0, p0, T0 lµ nh÷ng tham sè ë H = 0; hÖ sè μ = pH/p0; b = TH/T0 NiH = Ni0.μ/β1/2 + C«ng suÊt chØ thÞ ë ®é cao H: trong ®ã Ni0 lµ c«ng suÊt chØ thÞ ë H = 0 giH=Gnl0μ1/2/NiH + SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu chØ thÞ ë ®é cao H: trong ®ã Gnl0 lµ l−îng tiªu hao nhiªn liÖu ë H = 0 NeH = Ne0(1-1/ηm0 + μ/ηm0β1/2) + C«ng suÊt cã Ých ë ®é cao H: trong ®ã ηm0 lµ hiÖu suÊt c¬ giíi ë H = 0 + SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu hiÖu qu¶ ë ®é cao H: geH = ge0 μ/(1-1/ηm0 + m/ηm0β1/2) trong ®ã ge0 lµ suÊt tiªu hao nhiªn liÖu hiÖu qu¶ ë H = 0. C¸c sè liÖu cña ®éng c¬ kh¶o cøu: TØ sè nÐn e = 6,0; C«ng suÊt lín nhÊt Nemax = 90ml, t¹i tèc ®é quay neN = 2400v/ph; HÖ sè n¹p trªn mÆt n−íc biÓn (H = 0) ηv = 0,7; HÖ sè d− kh«ng khÝ
α = 0,92; ¸p suÊt khÝ sãt pr = 1,05kG/cm2; NhiÖt ®é khÝ sãt Tr = 1040oK; HÖ sè sö dông nhiÖt ξ = 0,9; ChØ sè nÐn ®a biÕn trung b×nh nne = 1,36; ChØ sè gi·n në ®a biÕn trung b×nh ngn = 1,30. C¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c chØ tiªu kü thuËt vµ kinh tÕ biÕn ®æi theo chiÒu cao H (xem b¶ng). Tèc ®é ®¹t c«ng suÊt lín nhÊt neN = 2400v/ph. H, m 0 1000 2000 3000 4000 5000 Pi , KG/cm2 7,68 6,92 6,05 5,54 4,90 4,27 2 Pe , KG/cm 6,13 5,37 4,50 3,99 3,35 2,72 hm 0,80 0,78 0,75 0,72 0,68 0,64 Ne , ml 91 79 67 59 50 40 ge , g/mlh 264 289 321 358 405 468 Gnl, kG/h 24 22 19,6 18,1 16,4 14,5 2 Pe, MN/m 0,6 0,53 0,44 0,39 0,33 0,26 Ne, Kw 67 58 49 43 37 29 Ge, g/Kwh 358 394 445 493 547 644 Tõ c¸c b¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n 3.1 thÊy ®èi víi ®éng c¬ carbuarator khi ®é cao H cµng lín c¸c chØ tiªu kü thuËt Pe, Ne ®Òu gi¶m nhiÒu, cßn chØ tiªu kinh tÕ suÊt tiªu hao nhiªn liÖu ge t¨ng. ë tèc ®é cµng cao sù thay ®æi nµy cµng lín. 3.2. KÕt qu¶ nghiªn cøu tÝnh to¸n nhiÖt ®èi víi ®éng c¬ Diesel : CT 2 NiH = Ni0μηiHα0/βd1/2αHηi0 + C«ng suÊt chØ thÞ ë ®é cao H: trong ®ã ηiH, ηi0 lµ hiÖu suÊt chØ thÞ ë ®é cao H vµ trªn mÆt n−íc biÓn H = 0; αH, α0 lµ hÖ sè d− kh«ng khÝ ë ®é cao H vµ trªn mÆt n−íc biÓn H = 0; Tû sè βd = 1/αH hoÆc βd =1/α0 + C«ng suÊt cã Ých (hiÖu qu¶) ë ®é cao H: NeH = Ne0(ηm0 + μηiHα0/βd1/2αHηi0 -1)/ημ0 + SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých ë ®é cao H: geH = ge0Ne0μα0/NeHβd1/2αH C¸c sè liÖu cña ®éng c¬ kh¶o cøu: §−êng kÝnh xi lanh D = 130mm; hµnh tr×nh piston S = 140mm; Sè l−îng xilanh i = 6 (bè trÝ 2 hµng ch÷ V); C«ng suÊt hiÖu ®Ýnh Ne h® = 54ml, t¹i tèc ®é quay ne ®c = 1300v/ph; TØ sè nÐn ε = 16,5; Th«ng sè khÝ sãt pr = 1,1kG/cm2, Tr = 810oK; HÖ sè lîi dông nhiÖt x = 0,8; HiÖu suÊt c¬ giíi ημ = 0,62; HÖ sè t¨ng ¸p λ = 1,4; Tû sè gi·n në sím ρ = 1,53; HÖ sè n¹p ηv = 0,825; HÖ sè d− kh«ng khÝ α = 1,71; Dung tÝch c«ng t¸c cña ®éng c¬ VH = 7450cm3. C¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c chØ tiªu kü thuËt vµ kinh tÕ biÕn ®æi theo chiÒu cao ë chÕ ®é tèc ®é ne dc cña ®éng c¬:
H, m 0 1000 2000 3000 4000 Pi, kG/cm2 8,1 7,7 7,3 6,9 6,7 2 Pe, kG/cm 5,0 4,6 4,2 3,8 3,6 Ne, ml 54 49 45 41 39 hi 0,445 0,429 0,397 0,377 0,366 hm 0,620 0,598 0,576 0,550 0,538 he 0,275 0,256 0,228 0,208 0,196 ge , g/mlh 220 237 266 292 310 Tõ c¸c b¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n 3.2. nhËn thÊy ®èi víi ®éng c¬ Diesel ë mäi chÕ ®é tèc ®é, khi ®é cao H cµng lín c¸c chØ tiªu kü thuËt Pe, Ne ®Òu gi¶m, cßn c¸c chØ tiªu kinh tÕ ηi, ηe còng gi¶m, suÊt tiªu hao nhiªn liÖu ge t¨ng nhiÒu. iv. KÕt luËn Theo c¸c tÝnh to¸n ®éng c¬ ph−¬ng tiÖn ë trªn thÊy r»ng khi sö dông c¸c ph−¬ng tiÖn trªn cao nguyªn vµ miÒn nói, c¸c th«ng sè kü thuËt vµ kinh tÕ cña ®éng c¬ thay ®æi cã chiÒu h−íng lµm gi¶m tÝnh n¨ng ho¹t ®éng cña ®éng c¬ nh− gi¶m c«ng suÊt, gi¶m ¸p suÊt b×nh qu©n cã Ých, t¨ng suÊt tiªu hao nhiªn liÖu… Do ®ã cÇn ph¶i cã biÖn ph¸p lµm t¨ng tÝnh n¨ng khai th¸c cña ®éng c¬ n©ng cao hiÖu qu¶ sö dông ph−¬ng tiÖn trªn cao nguyªn vµ miÒn nói. C¸c biÖn ph¸p ®ã lµ: CT 2 - T¨ng ¸p ®éng c¬ nh»m t¨ng ¸p suÊt n¹p ®Ó n©ng cao c«ng suÊt ®éng c¬, khi t¨ng ¸p 10% cã thÓ n©ng cao c«ng suÊt còng kho¶ng 10%, - T¨ng tØ sè nÐn ε, thÝ nghiÖm cho thÊy t¨ng tØ sè nÐn tõ 6 lªn 9 c«ng suÊt ®éng c¬ t¨ng tõ 10 dÕn 20%, - §èi víi ®éng c¬ carbuarator cã thÓ sö dông bé chÕ hßa khÝ ®iÒu chØnh theo ®é cao nh»m b¶o ®¶m ®óng thµnh phÇn hçn hîp thiÕt kÕ, - Dïng hÖ tèng phun x¨ng ®iÖn tö EFI vµ phun nhiªn liÖu diªsel ®iÖn tö ®iÒu chØnh theo ®é cao, - T¨ng c−êng th«ng giã buång m¸y ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶ lµm m¸t. Tµi liÖu tham kh¶o [1]. NguyÔn Thμnh L−¬ng, Ph¹m Kú, NguyÔn Ninh. Sæ tay tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt trong. Tr−êng §¹i häc Giao th«ng vËn t¶i, Hµ néi 1977. [2]. NguyÔn Thμnh L−¬ng, Tr−¬ng Quang Vinh, NguyÔn ViÕt Sü, D−¬ng V¨n Lîi, Hå Nguyªn Vò. Nghiªn cøu ¶nh h−ëng ®é cao m«i tr−êng ®Õn th«ng sè kü thuËt vµ kinh tÕ cña ®éng c¬ ®èt trong. Tr−êng §¹i häc Giao th«ng, Hµ néi 2000. [3]. NguyÔn Thμnh L−¬ng. §éng c¬ ®èt trong ph−¬ng tiÖn giao th«ng. Nhµ XuÊt b¶n X©y dùng, Hµ néi 2002. [4]. H. List. Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschinen. Verlag von Julius Springer, Wien 1979