Mérnöki alapok 11. előadás

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Mérnöki alapok 11. előadás"

Egon Somogyi
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Mérnöki alapok 11. előadás Készítette: dr. Váradi Sándor Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék 1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3. D ép Tel: Fax:

2 Négyütemű Ottomotor Indikátor diagram : a p hengertér nyomása a V lökettérfogat függvényében p(v) elméleti (ideális) indikátordiagram

3 Valóságos indikátordiagram Az alsó hurok munka befektetés, míg a felső hurok munka nyereség. A diagram alatti terület: az indikált munka + W i = W W [ J] = [ Nm] Ezt a munkát két fordulat alatt végzi a gép

4 Az indikált teljesítmény: P i = Win 2 [ W ] Az indikált középnyomás: (A d s a lökettérfogat) W Wi = pi Ad s i pi = Ad s Hasznos teljesítmény: P h = η mech P i

5 Alkalmazás Otto-motor z=4; i=4; n=4000/min; P h =36.4kW; v köz =11.33m/s s/d=1.1 Mekkora a motor lökete és hengerátmérője? v köz = 2sn vköz m / s * 60 s / min s = = = 0.085m = 85mm 2n 2 * 4000 / min s 85mm D = = 77mm s / D 1.1 η m =0.85; Mekkora az indikált középnyomás? Ph 36.4kW zpik Asn Pi = = = 42.82kW = η m

6 2 D π * π A = = = m 2Pi 2* 42.82kW *60s / min pik = = = 811.3kPa 8. 11bar 2 zasn 4* m *0.085m * 4000/ min 2

7 Kétütemű motor A kétütemű motoroknál a közegcsere két löket határán (az expanzió löketének végén, ill. a kompresszió elején), a holtpont közelében játszódik le.

8 Tüzelőanyag ellátás: porlasztó (karburátor) A Bánki-Csonka féle porlasztó feltalálása volt a legjelentősebb lépés a belső égésű motorok történetében

9 Diesel motor körfolyamat Tiszta levegőt szív be és sürít p c = bar pc = ps A kompressziótér így jóval kisebb, mint az Otto-motoroké. Befecskendezés (tüzelőanyag) Az indikált középnyomás (teljes terhelésnél): pi = bar i

10 Jelleggörbék: 1. Otto-motor jelleggörbe A motor nyomatéka az indikált középnyomással arányos Kis fordulatszámnál romlik az égés minősége, ezzel p i és M Nagy fordulatszámnál romlik (a nagy térfogatáram miatt romlik) a töltési fok és ezzel p i és M A teljesítmény ugyanilyen értelemben tér el a névleges ponton átmenő egyenestől Nagy fordulatszámnál a mechanikai hatásfok is romlik

11 Jelleggörbék: 2. Diesel-motor jelleggörbe Diesel-motor M(n) jelleggörbéje laposabb Fordulatszám szabályozás kell! Töltési fok: λ = = p m m o f o = p p o V s s ρ f V ρ T o o = p To + T p csupán a szívási nyomáseséstől és a melegedéstől függ f o =

12 A töltési fok szokásos értékei: Négyütemű, lassú járású szívómotoré: λ = Négyütemű, gyors járású szívómotoré: λ = feltöltött motoré: λ = mivel az I. ütemben a motor hengerében a nyomás a légkörinél nagyobb, ezért λ > 1

13 Jelleggörbe, munkapont Jelleggörbe: függvénykapcsolat a gép jellemző mennyiségei között Forgó gépeknél: M(n) Egyenes vonalú mozgást végző gépeknél: F(v) Áramlástechnikai gépeknél: p ö - q Kalorikus gépeknél: i ö m& Erőgép: a folyamat szempontjából hasznosítható energiát állít elő más energiából.

14 Pl.: Belsőégésű motor Kémiai energia Mozgási (mechanikai energia) Villamos Elektromos Mechanikai motor energia energia Víz, gáz, gőz turbina Víz, gáz, gőz (folyadék) energia Mechanikai energia

15 Erőgép jelleggörbe típusok 1. Erő v. nyomaték tartó 2. Sebesség v. fordulatszám tartó 3. Teljesítmény tartó M [Nm] n [1/min] 1 2 3

16 Példák: 1. Diesel motor

17 Példák: 2. Aszinkron motor

18 Háromfázisú aszinkron motor fordulatszáma s=4% szlip esetén n f = n0 1 p 1 ( 1 s) = ( s) Ahol f 1 a hálózat frekvenciája (f 1 =50Hz) Póluspárok száma (p) Szinkron fordulat n 0 [1/min] Aszinkron Fordulat n [1/min]

19 Teljes aszinkron motor jelleggörbe

20 Munkagép jelleggörbe típusok 1. Erő v nyomatéktartó 2. Sebesség négyzetével arányos M [Nm] n [1/min] 1 2

21 MUNKAPONT. Erőgép + munkagép együttes üzeme M [Nm] n [1/min] M ü n ü erőgép Munkagép

22 Alkalmazás: Villamos motorral hajtott ventilátor jelleggörbéi M [Nm] n [1/min] Mh Mt

23 A munkapont adatai a jelleggörbék metszéspontjából kiolvashatók: n=800/min; M=130Nm Áramkimaradás miatt a fordulatszám az üzemi fordulatszám 80%-ára csökken, azaz n =640/min, az ehhez tartozó hajtó nyomaték: M h =190Nm, míg ugyanitt a terhelő nyomaték: M t =88Nm A fenti két nyomaték különbsége a pillanatnyi gyorsító nyomaték: M=102Nm A Θ=480kgm 2 tehetetlenségi nyomatékú forgórészek szöggyorsulása: M 102Nm 2 ε = = = 0.213rad / s 2 Θ 480kgm

24 M [Nm] M d n [1/min] Mh Mt

Hasonló dokumentumok

Mérnöki alapok 10. előadás

Mérnöki alapok 10. előadás Készítette: dr. Váradi Sándor Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék 1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3. D ép. 334.