Bilantul termic al motorului cu cu ardere interna

BILANTUL TERMIC AL MOTORULUI CU ARDERE INTERNA

1. Generalitati

Bilantul termic al motorului cu cu ardere interna exprima egalitatea dintre caldura combustibilului ars in motor si diversele schimburi de caldura efectuate in acelasi interval de timp intre motor si mediul exterior.

Bilantul termic al motorului poate fi intocmit pentru orice regim de functionare al motorului; de obicei el se calculeaza pentru unitatea de timp (KJ/h, kcal/h), pentru unitatea de energie (Kwh, Cph) sau pentru timpul in care se consuma unitatea de cantitate de combustibil.

Ecuatia bilantului termic are forma generala:

Q = ++++

in care:

Q - caldura corespunzatoare puterii calorice a combustibilului consumat (caldura disponibila)

- caldura transformata in lucru mecanic efectiv

- caldura evacuata de fluidul de racire

- caldura evacuata cu gazele de ardere

- caldura evacuata cu gazele de ardere din cauza arderii incomplete

- termenul rezidual, cuprinzand pierderile ce nu sunt cuprinse in ceilalti termeni ai bilantului

energetic.

este:

++++= 100 (2)

unde:

=100; =100=100 (3)

2. Descrierea instalatiei experimentale si a aparaturii

Stabilirea bilantului termic poate fi efectuata in orice stand de probaechipat cu:

instalatia de franare

apometru sau cantar pentru masurarea debitului de apa de racire circulata

instalatie de masurare a debitului de aer de racire pentru motoarele racite cu aer

instalatie de masurare a consumului orar de combustibil

diafragme pentru masurarea debitului de aer sau dispozitive de masurare a debitului de aer

aparat pentru analiza gazelor de ardere

pirometre pentru masurarea temperaturii gazelor de evacuare

termometre cu mercur pentru masurarea temperaturii apei la intrare si iesire din motor, a norului la intrare in motor si a uleiului

La care se adauga aparatura uzuala de control a functionarii motorului si de masura a conditiilor ambiante.

3. Metoda de experimentare

Bilantul energetic se stabileste pentru o anumita caracteristica de functionare a motorului, de obicei pentru caracteristica de viteza, de sarcina si de regulator.

Masurarile pot incepe numai dupa ce motorul are un regim normal stabilizat prescris. In cazul masurarii debitului de apa cu apometru apa de racire nu va depasi temperatura de C.

Pentru regimul de functionare stabilit se determina consumul orar de combustibil, debitul orar de aer si se masoara debitul apei de racire (prin cronometrarea timpului in care indicatoarele apometrului parcurg un anumit numar de diviziuni).

Iar gazele de ardere se introduc in aparatul de analiza a gazelor.

Concomitent se citesc la intervale de timp de 30 s sau 60 s:

forta de franare

turatia motorului

temperatura: aerului aspirat in motor, a apei de racire la intrarea si iesirea din motor, a uleiului si a gazelor de evacuare; la motoarele racite cu aer se va citi temperatura la intrare si la iesire a aerului de racire

presiunea uleiului

caderea de presiuni in diafragma

presiunea aerului la intrare in motor

presiunea barometrica si umiditatea relativa

4. Prelucrarea rezultatelor experimentale

4.1. Relatii de calcul

4.1.1. Caldura disponibila

pentru : Q = C [kJ/h; kcal/h]

(4)

pentru : Q' = C () [kJ/h; kcal/h]

- caldura pierduta datorita arderii incomplete

pentru: benzina - kJ/kg (10400 kcal/kg)

motorina - kJ/kg (10400 kcal/kg)

4.1.2. Caldura transformata in lucru mecanic efectiv

pentru: [kW] = kJ/h (5)

[CP] 632,3 kcal/h (6)

4.1.3. Caldura evacuata de fluidul de racire

= () (7)

unde: - [kJ/kg.grd ; kcal/kg.grd] caldura specifica la presiunea constanta a fluidului de racire

- [kg/h] - debitul de fluid de racire

; - [] temperatura fluidului de racire la intrare si la iesire din motor.

Daca colectorul de evacuare este racit se va lua in considerare si caldura preluata de la gaze de catre colector.