RU2542771C2 - Способ контроля расхода воздуха судовой дизельной установки при эксплуатации судна - Google Patents
Способ контроля расхода воздуха судовой дизельной установки при эксплуатации судна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542771C2 RU2542771C2 RU2013107808/06A RU2013107808A RU2542771C2 RU 2542771 C2 RU2542771 C2 RU 2542771C2 RU 2013107808/06 A RU2013107808/06 A RU 2013107808/06A RU 2013107808 A RU2013107808 A RU 2013107808A RU 2542771 C2 RU2542771 C2 RU 2542771C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air flow
- nozzle
- vessel
- holes
- combined probe
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при диагностике технического состояния дизеля в условиях эксплуатации судна. В предлагаемом способе определяют скорости воздушного потока в сечениях патрубка путем пошагового введения комбинированного зонда (КЗ) и измерения разности полного и статического давлений воздушного потока (ВП). КЗ вводят перпендикулярно направлению ВП с шагом 5-15 мм. Пошагово измеряют разность полного и статического давлений воздушного потока в точках, соответствующих положениям отверстий в КЗ. Вычисляют скорость ВП в конкретных точках поперечного сечения патрубка, затем их усредняют и математически обрабатывают для определения расхода воздуха. КЗ ориентируют так, что ось одного отверстия располагается вдоль воздушного потока, а расстояние между точками по оси патрубка соответствует расстоянию между отверстиями КЗ и составляет 3-5 мм. Технический результат заключается в упрощении контроля расхода воздуха. 2 з.п. ф-лы. 2 ил.
Description
Изобретение относится к системе судового энергетического оборудования и может быть использовано при ее комплектовании основными и вспомогательными блоками для обеспечения оптимальных эксплуатационных технико-экономических и экологических показателей.
Величины расхода воздуха судовой дизельной установки учитываются
- для того чтобы лучше согласовать характеристики агрегата наддува (турбокомпрессора) дизеля для повышения технико-экономических параметров дизеля;
- при выборе систем по снижению выбросов вредных веществ в отработавших газах дизеля.
Условия определения расхода воздуха работающего дизеля на стенде при заводских испытаниях и при эксплуатации судна существенно отличаются, поэтому параметры по расходу воздуха, приведенные в паспорте дизеля, существенно отличаются от реальных величин. Исходя из того, что расход воздуха на дизель является одним из основных параметров, влияющих на эффективность работы судовой дизельной установки, максимально точное определение расхода воздуха на дизель приобретает особое значение.
Известно изобретение по патенту РФ №2380553, опубл. 27.01.2010 г., относящееся к диагностике судовых дизелей, включающей, в том числе, параметры по расходу воздуха: "Устройство для определения запаса по помпажу судового четырехтактного дизеля с турбонаддувом при измерениях на борту судна". Данное устройство позволяет определить расход воздуха на дизель, но только при условии предварительной тарировки на стенде.
Известен способ измерения расхода воздуха судового дизеля с помощью специального расходомера, подключенного к работающему дизелю. См. Осташенков В.Ф. "Теплотехнические испытания судовых энергетических установок" М. - Транспорт, 1975 г. Стр. 62, рис. 46. Расходомер содержит трубку, по типу трубки Вентури, с прямолинейными участками и участком сужения, и диафрагму. Этот способ основан на измерении давления потока газа перед сужением воздушной трубы и после него. Этот способ сложный, требует особых условий для организации подвода воздушного потока, практически неосуществимых в реальных судовых условиях. Способ требует разборки воздухопровода и подготовки места для монтажа диафрагмы и устройства установки дополнительных прямых участков трубы длиной 10d до сужения и 5d после сужения, где d - диаметр трубы. Если диаметр составляет 1,5 м, то длина прямых участков составляет соответственно 15 и 7,5 метров. Установка диафрагмы дает дополнительное сопротивление на входе в компрессор, что усложняет режим работы турбокомпрессора (уменьшает запас по помпажу).
За прототип принят способ определения расхода воздуха, описанный как и предыдущий в книге: Осташенков В.Ф. "Теплотехнические испытания судовых энергетических установок" М. - Транспорт, 1975 г. Стр. 61, рис. 45. Расход воздуха измеряют через трубку или отверстие заданного размера путем определения скорости потока по разности полного и статического давлений потока. Измерение скорости сводится к измерению динамического давления, которое равно разности полного и статического давлений потока газа в рассматриваемом сечении. Полное давление измеряется открытой трубкой, установленной против потока, а статическое - через отверстие в стенке трубки. Трубка присоединена к дифференциальному манометру, по которому определяют разность давлений. При этом способе измерения допускаются серьезные погрешности, так как невозможно точно измерить полное и статическое давления. Практически невозможно совместить в одной точке приемные отверстия трубок, что и является причиной неточности измерений. Этот способ практически неосуществим в реальных условиях эксплуатации судна.
Целью предлагаемого изобретения является определение расхода воздуха дизельной установки в условиях эксплуатации судна для обеспечения улучшения технико-экономических и экологических показателей.
Для достижения указанной цели в способе контроля расхода воздуха судовой дизельной установки при эксплуатации судна, заключающимся в определении скорости воздушного потока, регистрацией и математической обработкой данных, согласно изобретению в отверстие в корпусе входного патрубка вводят перпендикулярно направлению воздушного потока соединенный с приборами для измерения давления комбинированный зонд с отверстиями, перемещают зонд вдоль диаметра патрубка до противоположной стенки с определенным шагом, при этом пошагово измеряют разность полного и статического давлений воздушного потока в точках, соответствующих положению отверстий в комбинированном зонде, вычисляют скорость воздушного потока в конкретных точках поперечного сечения патрубка, затем усредняют полученные таким образом скорости, математически обрабатывают данные и определяют расход воздуха. При этом комбинированный зонд вводят с шагом 5-15 мм, комбинированный зонд ориентируют так, что ось одного отверстия располагается вдоль воздушного потока, а расстояние между парными точками по оси патрубка соответствует расстоянию между отверстиями комбинированного зонда и составляет 3-5 мм.
Технический результат заключается в том, что предлагаемый способ контроля расхода воздуха учитывает неравномерность воздушного потока, устраняет погрешности измерения скорости воздушного потока, обусловленные неравномерностью потока, за счет точечного измерения, поэтому достигается возможность относительно просто и точно контролировать расход воздуха в эксплуатации судна.
Сущность изобретения заключается в том, что приемные отверстия комбинированного зонда находятся во взаимосвязи, технологически максимально приближающей точки, в которых измеряется разность полного и статического давлений, что обеспечивает достаточную точность измерений.
Заявляемое изобретение отличается от прототипа простотой решения, допускающего его применение в условиях эксплуатации судна.
Введение комбинированного зонда перпендикулярно направлению воздушного потока обеспечивает расположение одного из отверстий для приема прямо набегающего потока; перемещение комбинированного зонда вдоль наиболее длинной линии сечения патрубка - вдоль диаметра - обеспечивает получение наиболее полных результатов измерений; пошаговое введение комбинированного зонда дает возможность варьировать количеством замеров; величина шага 5-15 мм, расстояние между отверстиями зонда 3-5 мм также технологически обеспечивает целесообразность количества замеров и точность.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где показаны:
на фиг. 1 - продольное сечение патрубка с комбинированным зондом,
на фиг. 2 - поперечное сечение.
На чертежах представлены корпус патрубка 2, зонд 1, направление потока, точки замера.
Определение расхода воздуха или отработавших газов осуществляется путем введения комбинированного зонда 1 через штатное отверстие (нормально закрытое пробкой), расположенное в патрубке 2 круглого сечения вблизи выходного фланца улитки компрессора и перемещением зонда 1 вдоль диаметра патрубка 2 до противоположной стенки. Комбинированный зонд 1 ориентируют так, что ось приемного отверстия зонда 1 для регистрации полного давления располагается вдоль воздушного потока. Другое отверстие зонда 1 совмещено с отверстием в патрубке 2. Измерения производятся в зависимости от диаметра патрубка 2 в 14-30 точках с интервалом 5-15 мм. Перепад полного и статического давлений в точках регистрируется манометром, затем сигнал подается в расчетный блок, в котором производится расчет скорости потока. Так как распределение скорости по сечению патрубка всегда неравномерно, то производят осреднение параметров, а затем окончательный расчет искомой величины расхода воздуха.
Расход воздуха определяется по формуле:
где G - расход воздуха в кг/с;
ρср - средняя плотность воздуха, кг/м3;
Сср. - средняя скорость воздуха по площади, м/с.
Достоверность предлагаемого способа подтверждается следующими данными. Эксперимент при эксплуатации судна проводился на двигателе 6S60MC фирмы "MAN D&T". Для сравнения были взяты данные по расходу воздуха двигателя 6S60MC, приведенные фирмой, и данные замеров по предлагаемому способу, полученные при эксплуатации.
Как видно из таблицы, данные по расходу воздуха практически совпадают.
Положительный эффект предлагаемого изобретения заключается в том, что оно, в отличие от других известных аналогичных решений, может быть использовано при эксплуатации судна. Использование предлагаемого изобретения повышает технико-экономические и экологические показатели судовой дизельной установки.
Claims (3)
1. Способ контроля расхода воздуха судовой дизельной установки при эксплуатации судна, заключающийся в определении скорости воздушного потока, регистрацией и математической обработкой данных, отличающийся тем, что в отверстие в корпусе входного патрубка вводят перпендикулярно направлению воздушного потока соединенный с приборами для измерения давления комбинированный зонд с отверстиями, перемещают зонд вдоль диаметра патрубка до противоположной стенки с определенным шагом, при этом пошагово измеряют разность полного и статического давлений воздушного потока в точках, соответствующих положениям отверстий в комбинированном зонде, вычисляют скорость воздушного потока в конкретных точках поперечного сечения патрубка, затем усредняют полученные таким образом скорости, математически обрабатывают данные и определяют расход воздуха.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что комбинированный зонд вводят с шагом 5-15 мм.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, комбинированный зонд ориентируют так, что ось одного отверстия располагается вдоль воздушного потока, а расстояние между точками по оси патрубка соответствует расстоянию между отверстиями комбинированного зонда и составляет 3-5 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013107808/06A RU2542771C2 (ru) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | Способ контроля расхода воздуха судовой дизельной установки при эксплуатации судна |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013107808/06A RU2542771C2 (ru) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | Способ контроля расхода воздуха судовой дизельной установки при эксплуатации судна |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013107808A RU2013107808A (ru) | 2014-08-27 |
| RU2542771C2 true RU2542771C2 (ru) | 2015-02-27 |
Family
ID=51456051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013107808/06A RU2542771C2 (ru) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | Способ контроля расхода воздуха судовой дизельной установки при эксплуатации судна |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2542771C2 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2182324C2 (ru) * | 2000-04-17 | 2002-05-10 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ определения циклового массового наполнения воздухом рабочей камеры двигателя внутреннего сгорания |
| US6728624B2 (en) * | 2001-02-13 | 2004-04-27 | Magneti Marelli Powertrain S.P.A. | Method for estimating the filling of a cylinder in an internal combustion engine |
| RU2380553C2 (ru) * | 2008-03-05 | 2010-01-27 | ФГОУ Московская государственная академия водного транспорта | Устройство для определения запаса по помпажу судового четырехтактного дизеля с турбонаддувом при измерениях на борту судна |
-
2013
- 2013-02-21 RU RU2013107808/06A patent/RU2542771C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2182324C2 (ru) * | 2000-04-17 | 2002-05-10 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ определения циклового массового наполнения воздухом рабочей камеры двигателя внутреннего сгорания |
| US6728624B2 (en) * | 2001-02-13 | 2004-04-27 | Magneti Marelli Powertrain S.P.A. | Method for estimating the filling of a cylinder in an internal combustion engine |
| RU2380553C2 (ru) * | 2008-03-05 | 2010-01-27 | ФГОУ Московская государственная академия водного транспорта | Устройство для определения запаса по помпажу судового четырехтактного дизеля с турбонаддувом при измерениях на борту судна |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ОСТАШЕНКОВ В.Ф. "ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК" М. - ТРАНСПОРТ.1975 Г. СТР. 61, РИС. 45. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013107808A (ru) | 2014-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105157948B (zh) | 一种适用于超声速/高超声速流道的流量测试系统及测试方法 | |
| Arts et al. | Aero-thermal performance of a two-dimensional highly loaded transonic turbine nozzle guide vane: A test case for inviscid and viscous flow computations | |
| CN204085645U (zh) | 带有自校准结构的气体流量标准装置 | |
| Bozza et al. | 1D simulation and experimental analysis of a turbocharger compressor for automotive engines under unsteady flow conditions | |
| CN102353410B (zh) | 一种利用示踪气体测量风道风量的方法及装置 | |
| Capobianco et al. | Experimental analysis of unsteady flow performance in an automotive turbocharger turbine fitted with a waste-gate valve | |
| Marelli et al. | Experimental analysis on the performance of a turbocharger compressor in the unstable operating region and close to the surge limit | |
| CN101532910A (zh) | 涡轮增压器加速性能评价测试方法及试验装置 | |
| CN201335767Y (zh) | 涡轮增压器试验台架系统 | |
| CN106837840B (zh) | 一种用于非均匀流场中静叶气动性能研究的扇形叶栅实验系统 | |
| Galindo et al. | On-engine measurement of turbocharger surge limit | |
| CN105424105B (zh) | 除尘系统主管风量检测方法及在线检测装置 | |
| Marelli et al. | Effect of pulsating flow characteristics on performance and surge limit of automotive turbocharger compressors | |
| CN102818711A (zh) | 一种消声器性能试验装置 | |
| Marelli et al. | Heat transfer effects on performance map of a turbocharger compressor for automotive application | |
| CN208534819U (zh) | 用于风扇气动性能测试的装置 | |
| CN104501917A (zh) | 超大口径音速喷嘴组式气体流量计检定装置 | |
| CN107014434B (zh) | 一种测量高亚音三维流场的锥头稳态温度压力组合探针 | |
| RU2542771C2 (ru) | Способ контроля расхода воздуха судовой дизельной установки при эксплуатации судна | |
| CN104596757B (zh) | 可变几何涡轮增压器喷嘴环流量标定方法及试验装置 | |
| CN109736925A (zh) | 一种柴油机大管径尾气管道氮氧化物测定方法 | |
| Marelli et al. | Effect of circuit geometry on steady flow performance of an automotive turbocharger compressor | |
| Vrettakos | Impact of compressor surge on performance and emissions of a marine diesel engine | |
| CN210426717U (zh) | 一种音速喷嘴检定装置 | |
| CN204115791U (zh) | 一种用于安装管道超声波流量计传感器的定位装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150402 |