船用大功率柴油机冷凝水量研究.pdf

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1、第1期2015年2月内燃机InternalCombustionEnginesNo．1Feb．2015船用大功率柴油机冷凝水量研究王建国1，张杰2(1．海军驻兴平地区军事代表室，陕西兴平713105；2．陕西柴油机重工有限公司，陕西兴平713105)摘要：建立了柴油机冷凝水量计算数学模型，采用二分法求解一元多次方程，并基于Excel软件，编制了相应VB脚本程序实现二次开发，计算出了柴油机冷凝水量，并以某船用柴油机为研究对象，分析了不同环境工况下柴油机冷凝水量特性。关键词：柴油机；冷凝水量；大功率中图分类号：TK422文

2、献标识码：B文章编号：1000—6494(2015)01—0059—04ThestuayontheCondensationWaterContentinMarineLarge-powerDieselEngineWANGJianguo‘，ZHANGJie2(1．NavalMilitaryRepresentativeOfficeinXingping，Xingping713105，China；2．ShanxiDieselEngineHeavyIndustryCo．，Ltd．，Xingping713105，China)Abst

3、ract：Thisthesisestablishesthemathmodelforcalculatingcondensationwatercontentofengine，andworksoutthecorrespondingprogramofVBscripttorealizethesecondarydevelopmentbymeansofdichotomycalculatingunitarymultiequationandbasedonsoftwareExcel，accordingly，thecondensation

4、watercontentiscalculated．Besides，itanalyzesthecharacteristicofcondensationwaterindifferentworkingconditionsofengineregardingengineasresearchobject．Keywords：dieselengine；condensationwaterconte；largepower0一前言1数学模型刖吾1致罕模型为了满足现代船舶对中高速大功率柴油机高强化、高经济性、低排放的要求，采用高压比增压技术

5、，甚至两级空冷技术等新技术成为中高速大功率船用柴油机的一种发展趋势。但是，随着增压压比的提高和冷却效率的提高，空冷器前后温差增大，同一环境下，尤其在高湿度情况下必将引起冷凝水析出量显著增加。若冷凝水不能及时排出，大量进入气缸，会引起燃烧不充分，积碳严重，甚至导致柴油机熄火。某船用柴油机曾发生过由于大量冷凝水进入气缸而导致柴油机熄火的故障，另外，据了解瓦锡兰柴油机也曾发生过类似故障。我们以某船用柴油机为研究对象，对不同环境下，进四、进五、进六工况下柴油机冷凝水析出量进行计算分析，为新型柴油机设计提供了理论指导和计算方法

6、。作者简介：王建国(1968一)，男，高级工程师，主要研究方向为柴油机制造技术与质量管理。收稿日期：2014—09—251．1冷凝水量计算根据工程热力学可知，空气在不同温度、压力状态下饱和含湿量不同，如果空冷器前空气状态下的含湿量大于空冷器后状态下的饱和含湿量，便会有冷凝水析出。可进行如下计算：柴油机进气干空气流量为：G。mn2百茅矿(1)式中，G为进气质量流量，西为吸气含湿量为：d。=622×≠‰(2)式中，缈为吸气相对湿度，见，为吸气状态下饱和水蒸汽分压，参考内燃机原理教材，饱和水蒸汽分压可按下列经验公式进行近似

7、计算为：P：611×10等(3)．=6×10而L，3)式中，t为空气温度，℃。假设增压空气饱和，其中水蒸汽分压为‰，含湿量为：．60．内燃机2015年2月d2--622×万6丽PPs2。式中，P为增压空气压力。若d，≤盔，则无冷凝水；反之，出冷凝水量为：d=m。。(d。-d：)(4)消耗率，g／(kW·h)；a为过量空气系数；'7s为扫气效率；LD为空燃比。忙州析瓦，，喜裂甚鬻：嚣：T巢嬲翟仇’，(5)1．2增压空气状态确定根据式(5)可知，柴油机冷凝水量与增压空气状态和柴油机进气流量有关。由柴油机工作过程可知，柴油

8、机进气体积流量(空冷器后进入气缸时的状态)为：％=鬻×10。3(6)式中，i为缸数，圪为气缸工作容积，n为柴油机转速，‰为给气比，妒产'7，9，，'7，为充气系数，仍为扫气系数。又：1：o=百(-，Jk(7)式中，G为进气质量流量，成为增压空气密度。则iVhnq)k=120×导×103(8)根据气体状态方程，增压空气密度为：风=丽Pk／Po‘p