Что такое неустановившийся режим работы двигателя

Что такое неустановившийся режим работы двигателя

Наблюдения за эксплуатацией двигателей внутреннего сгорания показывают, что значительную часть их рабочего времени зани­мают такие режимы работы, которые являются следствием смены нагрузки со стороны потребителя энергии (или других внешних условий) или воздействия на двигатель обслуживающего персо­нала. При таких режимах постоянство во времени значений тех или иных параметров, входящих в функциональную зависимость (6), нарушается и все они (или некоторые из них) меняют свои значения с течением времени.

Изменение во времени одного, нескольких или всех параметров, характеризующих работу двигателя, является единственным и исчерпывающим признаком появления в процессе эксплуатации так называемых неустановившихся режимов работы двигателя. Практика показывает, что неустановившиеся режимы часто зани­мают значительно больше рабочего времени двигателя (до 66— 80%), чем установившиеся режимы.

Основным признаком появления неустановившегося режима работы двигателя является нарушение условий статического рав­новесия (1)—(5) или любых других, аналогичных названным. В результате этого двигатель вырабатывает избыточное (или не­достаточное) количество энергии или нарушается его тепловой баланс. Например, избыток (в алгебраическом смысле) энергии в виде крутящего момента М двигателя расходуется на изменение угловой скорости (о коленчатого вала двигателя и связанных с ним агрегатов, определяемое дифференциальным уравнением, написан­ным в соответствии с принципом д’Аламбера:

где J — приведенный момент инерции двигателя и связанных с ним агрегатов.

Нарушение теплового баланса в системе охлаждения двига­теля приводит к изменению температурных показателей работы этой системы в соответствии с дифференциальным уравнением

где С — теплоемкость системы охлаждения двигателя.

Давление Р _к воздуха во впускном коллекторе двигателя изменя­ется по закону, определяемому дифференциальным уравнением

где V _в — объем впускного коллектора; Т _к — температура воздуха в нем; R — газовая постоянная.

Давление р _г отработавших газов в выпускном коллекторе двигателя изменяется по закону, определяемому дифференциаль­ным уравнением

где V _r — объем выпускного коллектора; Т _r — температура отра­ботавших газов в выпускном коллекторе; R _r — газовая постоян­ная отработавших газов.

Избыток крутящего момента М _т турбины турбокомпрессора приводит к раскрутке его ротора в соответствии с дифференциаль­ным уравнением

где J _k — приведенный момент инерции ротора турбокомпрессора; ? _к — его угловая скорость.

В связи с нарушением условий статического равновесия (1)— (4) или (5) и появлением в системе изменений, определяемые дифференциальными уравнениями (8)—(11) или (12) (и другими, подобными им), все (или некоторые) параметры, входящие в за­висимость (6), при неустановившихся режимах получают прира­щения, и их значения становятся зависимыми от времени. В связр с этим зависимость (6) применительно к неустановившимся ре­жимам работы двигателя должна быть дополнена координатор времени I и представлена в виде

Введение времени t в функциональную зависимость (13) сви­детельствует о том, что определенные (числовые) значения пара­метров, входящих в эту зависимость, имеют смысл лишь для конкретно выбранного мгновения времени t . В зависимость (13), таким образом, должны входить мгновенные значения параметров, меняющихся во времени. Для неустановившихся режимов можно строить характеристики, аналогичные показанным на рис. 23 или 24, с той лишь разницей, что для каждой точки такой характе­ристики должно быть указано время, при котором получены зна­чения параметров, определяющих точку этой характеристики. Сле­довательно, один неустановившийся режим соответствует только одному значению времени, и это обстоятельство является одним из основных признаков неустановившихся режимов, отличающих их от установившихся режимов.

Во многих случаях наибольший интерес при оценке неустано­вившихся режимов представляют не все параметры, входящие в функциональную зависимость (13), а только некоторые из них или один. Если таким параметром является, например, угловая скорость ? коленчатого вала, то говорят о неустановившемся ско­ростном режиме; если таким параметром является крутящий мо­мент М , то говорят о неустановившемся нагрузочном режиме. При этом изменения во времени других параметров можно не рассматривать.

Приведенные выше признаки неустановившихся режимов под­тверждаются сопоставлением уравнений статического равновесия (1)—(5), обусловливающих работу двигателя на установившихся режимах, с соответствующими уравнениями (8)—(12) динамиче­ского равновесия, обусловливающими появление неустанови­вшихся режимов.

Действительно, если исследуемые параметры в уравнениях (8)—(10) не зависят от времени, то их производные, входящие в эти уравнения, оказываются равными нулю:

В этом случае уравнения (8)—(12) динамического равновесия, со­ответствующие неустановившимся режимам, превращаются в урав­нения (1)—(5), соответствующие установившимся режимам работы двигателя.

Условия (14) могут встречаться и при неустановившихся ре­жимах, но лишь для конкретных мгновений (значений) времени (например, при смене алгебраического знака производных).

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Неустановившийся режим — работа

На неустановившихся режимах работы двигателя может происходить весьма быстрое изменение параметров газового потока во времени. В этом случае нестационарность течения должна специально учитываться соответствующими уравнениями движения. [17]

При неустановившемся режиме работы скважины в различных по коллекторским свойствам частях ствола ГС пр эисходят переходные процессы и их можно зафиксировать, в том числе и эффект Джоуля-Томсона. [18]

При неустановившемся режиме работы скважин их исследуют методом прослеживания скорости подъема уровня жидкости в насосной скважине после ее остановки и методом прослеживания скорости восстановления забойного давления после остановки фонтанной скважины. [19]

На неустановившихся режимах работы двигателя в результате неоднородности состава смеси, поступающей в цилиндры, пробивное напряжение в отдельных цилиндрах может значительно отличаться, а в некоторых случаях могут наблюдаться даже пропуски зажигания. [20]

При неустановившемся режиме работы сухого элемента ( вновь установленного) через некоторое время рекомендуется проверить постоянство напряжения. [21]

Чем отличаются установившиеся и неустановившиеся режимы работы . [22]

В докторской диссертации Неустановившийся режим работы горячих трубопроводов П. И. Тугуновым были представлены результаты экспериментального изучения темпер а турного поля грунта вокруг горячего трубопровода, определены эффективные коэффициенты теплоотдачи от наружной: поверхности трубы в грунт в процессах щрогрева и охлаждения: трубопровода, обоснован методами математической статистики: необходимый объем измерений при контроле за работой: горячего трубопровода. [23]

Как видно, неустановившиеся режимы работы автомобильного двигателя во многом определяют его токсические показатели. С целью снижения повышенной инерционности топливоподающих систем, являющейся причиной повышенных выбросов вредных веществ на режимах разгона, в конструкции бензиновых двигателей вводят сложные быстродействующие системы приготовления топливовоз-душной смеси заданного состава, стабилизации температурного режима, впрыск бензина во впускной коллектор. Наиболее эффективны системы с использованием электронных схем. В дизелях, на которых с целью их форсирования все более широко используется турбонаддув, применяют малоинерционные турбокомпрессоры с высокой частотой вращения ротора. [24]

В докторской диссертации Неустановившийся режим работы горячих трубопроводов П.И. Тугуновым были представлены результаты экспериментального изучения температурного поля грунта вокруг горячего трубопровода, определены эффективные коэффициенты теплоотдачи от наружной поверхности трубы в грунт в процессе прогрева или охлаждения трубопровода, обоснован методами математической статистики необходимый объем измерений при контроле за работой горячего трубопровода. Большой вклад был внесен П.И. Тугуновым в разработку пуска горячих трубопроводов в эксплуатацию, а также их циклической работы. Им обосновано безопасное время остановки горячих трубопроводов, изучена динамика изменения температуры потока и потерь давления в процессе пуска, даны рекомендации по рациональному применению тепловой изоляции трубопроводов и резервуаров. [25]

В начальный период неустановившегося режима работы дуги модель для исследования теплообмена была защищена от воздействия течения. [26]

Однако, если рассматривать неустановившиеся режимы работы , связанные с передачей крутильных колебаний через ГДТ, особенно в области высоких частот, то использование дифференциального уравнения баланса энергии нецелесообразно. [27]

Принято считать, что неустановившийся режим работы возникает только во время периодической эксплуатации малодебитных скважин. [28]

Линия в указывает на неустановившийся режим работы пласта или на ошибки при исследованиях. [29]

Дизели при эксплуатации имеют установившиеся и неустановившиеся режимы работы . Под установившимся режимом работы подразумевают такой, при котором указанные выше основные параметры рабочего процесса остаются постоянными и не зависят от времени. [30]

Двигатель 6NVD AU

Неустановившиеся режимы работы. Режим работы при пуске

Реверсивно-пусковые качества двигателя являются одним из важнейших факторов, определяющих безопасность мореплавания в сложных ситуациях: при входе в порты, следовании узкостями, плавании в условиях интенсивного судоходства. Пусковые режимы кратковременны, но среднегодовое число пусков двигателей транспортных судов 800–900, пассажирских судов 1200–1500. Число пусков за одну швартовку достигает 20–30 и более при периодичности 30–120 с. Пусковые условия оказывают влияние на характер протекания рабочего процесса двигателя, состояние тепловой и механической напряженности его узлов и деталей, интенсивность изнашивания трущихся пар и, в конечном счете, определяют надежность и долговечность работы двигателя.

При пуске двигателя ухудшаются условия для самовоспламенения и сгорания топлива, что объясняется пониженным температурным режимом стенок камеры сгорания и переохлаждением пускового воздуха при его расширении в цилиндре. Это приводит к увеличению периода задержки воспламенения топлива, вследствие чего возрастает скорость нарастания давления, достигая 1,5 – 2 МПа на 1 гр. ПКВ и может повышаться максимальное давление сгорания.

Механическая и тепловая напряженность двигателя увеличиваются вследствие возрастания динамических показателей рабочего процесса. Кроме того, рост напряжений в деталях двигателя объясняется сменой режимов работы при повторных пусках и особенно при резком изменении нагрузки двигателя, когда меняется не только характер действующих усилий, но также зазоры и посадки в сопряженных рабочих узлах. Надо учитывать и изменение условий смазывания трущихся поверхностей, возможность нарушения гидродинамической масляной пленки. Условия становятся еще более жесткими при пуске холодного двигателя и использовании тяжелых топлив с низким значением цетанового числа, характеризующего способность топлива к самовоспламенению.

На характер нарастания нагрузок влияют также конструктивные особенности двигателя: форма камеры сгорания, схема газообмена, давление впрыскивания топлива в пусковой период, способ пуска (раздельный или смешанный), пусковая цикловая подача топлива.

При пуске двигателя на сжатом воздухе увеличивается степень неравномерности вращения коленчатого вала, которая при определенных условиях может достигать значений 1/10 и более. Это происходит вследствие пропуска вспышек в отдельных цилиндрах из-за ухудшения условий для воспламенения топлива.

На пусковых режимах происходит интенсивное изнашивание трущихся пар, особенно цилиндровых втулок. По статическим данным износ втулки за каждый пуск примерно равен износу за 6 – 10 ч стабильной работы на режимах полного хода. Наблюдается и повышенная химическая коррозия от воздействия серной, угольной и азотной кислот, образующихся вследствие конденсации паров воды на поверхности втулок из-за низкой температуры.

Таким образом, режимы пуска относятся к наиболее напряженным режимам работы двигателя, на долю которых приходится наибольшее число отказов и повреждений.

Для создания более благоприятных условий пуска двигателя и повышения надежности работы в пусковой период осуществляют следующие мероприятия: предварительный постепенный прогрев двигателя путем подогрева воды в системах охлаждения цилиндров, поршней, форсунок; подогрев смазочного масла в циркуляционной системе до 40 – 45 гр.; пуск двигателя на дизельном топливе, обладающем хорошей способностью к самовоспламенению; повышение давления впрыскивания топлива для улучшения качества смесеобразования; подогрев пускового воздуха для предотвращения его переохлаждения при расширении; выбор наиболее рациональных значений пусковой частоты вращения и цикловой подачи топлива. Эти факторы тщательно исследуют и находят непосредственное отражение в математических программах обеспечения автоматических систем управления.

Режимы прогревания и остывания двигателя

Прогревание двигателя, ввод в режим эксплуатационной нагрузки, снижение нагрузки и внезапная остановка относятся к переходным режимам, во время которых в деталях ЦПГ возникают значительные термические напряжения, а скорость изменения температур деталей и перепады температур по толщине стенки цилиндра достигают максимальных значений.

Во время пуска и при повышении нагрузки двигателя вследствие резкого, неравномерного повышения температуры рабочих узлов меняется зазоры в трущихся парах и условия смазывания, характер трения приближается к границам полужидкостного и полусухого. Наиболее интенсивный рост температуры наблюдается в течение первых 40 – 60с после перехода двигателя на работу на топливе. Основные детали ЦПГ прогреваются. Головка поршня нагревается почти мгновенно, воспринимая поток теплоты от воздействия пламени, юбка прогревается значительно медленнее вследствие теплопроводности материала. Быстрому нагреву подвержены также верхняя часть цилиндровой втулки и днище крышки цилиндра. Чем быстрее нарастает нагрузка двигателя, тем больше рост температур, а следовательно, и их перепад в различных частях деталей.

Неравномерный прогрев втулки цилиндра приводит к ее деформации, а повышенный нагрев поршня приводит к уменьшению зазора между ними, что в свою очередь способствует повышенному износу трущихся поверхностей.

Температурный перепад и скорость нарастания температур в значительной мере зависят от начального теплового состояния двигателя, поэтому для всех главных и особенно мощных малооборотных двигателей предварительное прогревание перед пуском обязательно в соответствии с требованиями завода-изготовителя. Чем больше масса двигателя, тем больше тепловая инерция деталей ЦПГ и, следовательно, более длителен процесс прогревания.

Предварительно прогретый двигатель может быстро выводиться на режим 50%-ной нагрузки. В дальнейшем нагрузку увеличивают ступенями с выдержкой времени на каждой ступени, что оговаривается конкретно для каждого двигателя в инструкции по эксплуатации. В системах автоматического дистанционного управления режимы прогревания заложены в программы обеспечения, причем предусматривается несколько вариантов ввода двигателя в режим: экстренный (аварийный) с выводом на номинальную частоту вращения за 30 – 60с; ускоренный – за 12 – 20 мин; нормальный – в течение времени, предусмотренного в инструкции (до 1,5 – 2 ч).

При планируемой остановке понижение нагрузки двигателя начинается заблаговременно с получением сообщения с мостика. Нагрузка понижается до 50% номинальной шестью – семью ступенями с выдержкой времени на каждой ступени 2 – 5 мин. На пониженной нагрузке до начала маневров двигатель должен отработать не менее 30 мин.

При экстренной остановке необходимо принять меры для поддержания температурного режима охлаждения и смазывания на нормальном рабочем уровне.

При остановке двигателя и получении команды о том, что он больше не потребуется, необходимо обеспечить его постепенное равномерное охлаждение. Для этого двигатель продолжают прокачивать охлаждающей водой и циркуляционным маслом до установления нулевого перепада температур на входе и выходе. Запрещается сокращать время ввода в режим и вывода двигателя из ходового режима за исключением аварийных случаев.

Модель «неустановившиеся режимы работы двигателя».

Дата добавления: 2013-12-23 ; просмотров: 750 ; Нарушение авторских прав

Результаты расчетов математической модели «характеристики ГТД» очень важны, но они не отражают переходные процессы в ГТД. Действительно, характеристика ГТД представляет собой последовательность установившихся режимов, отличающихся внешними условиями. Для описания процессов, происходящих в двигателе, при изменении режима работы, т. е разгона, сбросе газа и т. д., существует математическая модель «неустановившиеся режимы работы двигателя».

Эта модель построена с учетом следующих допущений:

1) В каждый момент времени t существует баланс расходов рабочего тела для каждого сечения тракта.

2) Характеристики узлов двигателя сохраняется такими же, как и для установившегося режима.

3) Нестационарный теплообмен между рабочим телом и элементами конструкции не учитывается.

Входные данные модели аналогичны входным данным модели расчёта характеристик двигателя, только вместо данных описывающих программу регулирования и точки высотно-скоростной или дроссельной характеристик используются данные характеризующих неустановившейся режим.

Выходными данными является термогазодинамические параметры по тракту в характерных точках и основные данные ГТД.

Состав выходных параметров аналогичен составу выходных параметров модели характеристик ГТД. Особенностью модели является учёт одного наиболее сильно влияющего на протекание переходного процесса фактора инерционности вращающихся масс.

Математическая модель включает 2 группы уравнений:

1. Систему дифференциальных уравнений движения роторов, в которых предполагается, что переходные процессы обуславливаются только дисбалансом, крутящим моментом на валу ротора и его моментом инерции.

— полярный момент инерции j — ротора.

— число оборотов j – ротора.

-потери на снятие мощности с j-ротора

2. Уравнение балансов мощностей заменяются формальными уравнениями равенства числа оборотов.

— получено интегрированием дифференциального уравнения.

Блок-схема модели «неустановившиеся режимы работы двигателя» показана на рисунке.

Блок-схема модели «характеристики ГТД».

Расчеты, полученные с использованием модели «неустановившиеся режимы работы двигателя», позволяют согласовать работу основных частей ГТД, создать оптимальную программу управления двигателем.

Запуск двигателя

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия . Главный редактор Г.П. Свищев . 1994 .

• Запретная зона
• Заслуженный военный лётчик СССР

Смотреть что такое «Запуск двигателя» в других словарях:

запуск двигателя — газотурбинного — неустановившийся режим работы газотурбинного двигателя, характеризуемый процессом раскрутки его ротора (роторов) от неподвижного состояния или режима авторотации до выхода двигателя на режим малого газа или минимально… … Энциклопедия «Авиация»

запуск двигателя — газотурбинного — неустановившийся режим работы газотурбинного двигателя, характеризуемый процессом раскрутки его ротора (роторов) от неподвижного состояния или режима авторотации до выхода двигателя на режим малого газа или минимально… … Энциклопедия «Авиация»

Запуск двигателя внутреннего сгорания — Содержание 1 Мускульная сила человека 2 Электростартёр 3 Вспомогательный ДВС … Википедия

Запуск двигателей внутреннего сгорания — Содержание 1 Мускульная сила человека 2 Электростартёр 3 Вспомогательный ДВС … Википедия

запуск ГТД — запуск Ндп. пуск ГТД Неустановившийся режим работы ГТД, характеризуемый процессом раскрутки его ротора (роторов) от неподвижного состояния или режима вращения авторотации до выхода двигателя на режим малого газа или минимальный установившийся… … Справочник технического переводчика

запуск — 1.3.9 запуск (starting operation): Особый вид промежуточной работы, при котором напряжение на конденсатор подается только в течение очень короткого периода во время увеличения скорости двигателя до номинальной. Источник: ГОСТ Р МЭК 60252 2 2008:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Запуск первого спутника — Первый в мире искусственный спутник Земли Передовица «Правды», посвящённая запуску спутника Спутник 1 первый искусственный спутник Земли, был запущен на орбиту в СССР 4 октября 1957 года. Кодовое обозначение спутника ПС 1 (Простейший Спутник 1).… … Википедия

Запуск ГТД — 227. Запуск ГТД Запуск Ндп. Пуск ГТД D. Anlauf Е. Starting F. Démarrage Неустановившийся режим работы ГТД, характеризуемый процессом раскрутки его ротора (роторов) от неподвижного состояния или режима вращения авторотации до выхода двигателя на… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Пусковая система двигателя внутреннего сгорания — Запрос «Кикстартер» перенаправляется сюда; О сайте см. Kickstarter. Двигатель внутреннего сгорания любого типа не создаёт вращающего момента в неподвижном состоянии. Прежде чем он начнёт работать, его нужно раскрутить с помощью внешнего источника … Википедия

Пусковая система двигателя — Содержание 1 Мускульная сила человека 2 Электростартёр 3 Вспомогательный ДВС … Википедия