Удельный расход топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ
К.т.н. А.М. Кузнецов, Московский энергетический институт (ТУ)
Удельный расход условного топлива на производство и отпуск тепловой энергии от ТЭЦ для теплоснабжения потребителей является важным показателем работы ТЭЦ.
В известных всем энергетикам учебниках [1, 2] ранее предлагался физический метод разделения расхода топлива на выработку тепла и электроэнергии на ТЭЦ. Так, например, в учебнике Е.Я. Соколова «Теплофикация и тепловые сети» приведена формула расчета удельного расхода топлива на выработку теплоты на ТЭЦ:
bт=143/ηк.с.=143/0,9=159 кг/Гкал, где 143 — количество условного топлива, кг при сжигании которого выделяется 1 Гкал тепловой энергии; ηк.с — КПД котельной электростанции с учетом потерь тепла в паропроводах между котельной и машинным залом (принято значение 0,9). А в учебнике В.Я. Рыжкина «Тепловые электрические станции» в примере расчета тепловой схемы турбоустановки Т-250-240 определено, что удельный расход топлива на выработку тепловой энергии составляет 162,5 кг у.т./Гкал.
За рубежом этот метод не применяется, а в нашей стране начиная с 1996 г в РАО «ЕЭС России» стал применяться другой, более совершенный — пропорциональный метод ОРГРЭС. Но и этот метод также дает значительное завышение расхода топлива на выработку тепла на ТЭЦ [3].
Наиболее правильный расчет затрат топлива на выработку тепла на ТЭЦ дает метод КПД отборов, более подробно представленный в статье [4]. Расчеты, проведенные на основе этого метода, показывают, что расход топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ с турбинами Т-250-240 составляет 60 кг/Гкал [5], а на ТЭЦ с турбинами Т-110/120-12,8-5М — 40,7 кг/Гкал [6].
Рассмотрим метод КПД отборов на примере ПГУ ТЭЦ с паровой турбиной Т-58/77-6,7 [7]. Основные показатели работы такой турбины представлены в таблице, из которой видно, что ее среднезимний режим работы — теплофикационный, а летний — конденсационный. В верхней части таблицы в обоих режимах все параметры одинаковые. Отличие проявляется только в отборах. Это позволяет с уверенностью выполнить расчет расхода топлива в теплофикационном режиме.
Паровая турбина Т-58/77-6,7 предназначена для работы в составе двухконтурной ПГУ-230 на ТЭЦ в районе Молжаниново г. Москвы. Тепловая нагрузка — Qr=586 ГДж/ч (162,8 МВт или 140 Гкал/ч). Изменение электрической мощности турбоустановки при переходе от теплофикационного режима к конденсационному составляет:
N=77,1-58,2=18,9 МВт.
КПД отбора рассчитывается по следующей формуле:
ηт=N/Qr=18,9/162,8=0,116.
При той же тепловой нагрузке (586 ГДж/ч), но при раздельной выработке тепловой энергии в районной отопительной котельной расход топлива составит:
BK=34,1 .Q/ηр к =34,1.586/0,9= =22203 кг/ч (158,6 кг/Гкал), где 34,1 — количество условного топлива, кг, при сжигании которого выделяется 1 ГДж тепловой энергии; ηрк. — КПД районной котельной при раздельной выработке энергии (принято значение 0,9).
Расход топлива в энергосистеме на выработку тепла на ТЭЦ с учетом КПД отбора:
где ηкс. — КПД котельной замещающей КЭС; ηо — КПД турбоустановки замещающей КЭС; ηэ с. — КПД электрических сетей при передаче электроэнергии от замещающей КЭС.
Экономия топлива при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии по сравнению с районной отопительной котельной: В=Вк-Вт=22203-7053=15150 кг/ч.
Удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии по методу КПД отборов: bт=Вт/Qг=7053/140=50,4 кг/Гкал.
В заключение следует отметить, что метод КПД отборов научно обоснован, правильно учитывает происходящие в энергосистеме процессы в условиях теплофикации, прост в использовании и может найти самое широкое применение.
Литература
1. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.-Л.: Энергия, 1967. 400 с.
2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергоиздат, 1982. 360 с.
3. Кузнецов А.М. Сравнение результатов разделения расхода топлива на отпускаемые от ТЭЦ электроэнергию и тепло различными методами // Энергетик. 2006. № 7. С. 21.
4. Кузнецов А.М. Экономия топлива при переводе турбин в теплофикационный режим// Энергетик. 2007. № 1. С. 21-22.
5. Кузнецов А.М. Экономия топлива на блоке с турбиной Т-250-240 и показатели ее работы // Энергосбережение и водоподготовка. 2009. № 1. С. 64-65.
6. Кузнецов А.М. Расчет экономии топлива и показатели работы турбины Т-110/120-12,8-5М // Энергосбережение и водо подготовка. 2009. № 3. С. 42-43.
7. Баринберг Г.Д., Валамин А.Е., Култышев А.Ю. Паровые турбины ЗАО УТЗ для перспективных проектов ПГУ// Теплоэнергетика. 2009. № 9. С. 6-11.
Расход топлива погрузчиком: методика расчета
Согласно статистическим выкладкам, на сегодняшний момент в России соотношение автопогрузчиков с двигателями внутреннего сгорания к электропогрузчикам составляет примерно 2 к 1. Это объясняется тем, что основными заказчиками погрузочно-разгрузочной техники остаются промышленные предприятия. Влияют также и суровые климатические условия эксплуатации оборудования. Поэтому, вопрос расчета примерного расхода топлива для погрузчика оказывается весьма актуальным.
Формула расчета
Норма расхода топлива (Q) определяется следующим образом:
Показатели N – мощность ДВС в лошадиных силах, и q – удельный расход топлива, берутся из технической документации по обслуживанию двигателя, в которую производитель вносит специальный график, отражающий зависимость расхода топлива от мощности. Он строится по результатам комплексных тестов и испытаний на территории завода-изготовителя.
R – величина плотности используемого дизельного топлива. Согласно государственному стандарту, для летнего варианта она должна составлять 860 кг/м3, а для зимнего – 840.
Коэффициент k показывает процентное соотношение рабочего времени, в котором погрузчик эксплуатируется в стандартном режиме к периоду, когда частота вращения коленного вала двигателя достигает максимальных значений. Значение зависит от индивидуальных особенностей технологического цикла предприятия или склада.
Практические аспекты подсчета коэффициента
В отличие от остальных значений в формуле, которые берутся в готовом виде, точный подсчет коэффициента сопряжен с определенными трудностями. Рассмотрим это на примере двух ситуаций.
Первая. Автопогрузчик работает на погрузочно-разгрузочной станции с железнодорожными вагонами практически всю восьмичасовую смену. При этом, рабочие площадки расположены на расстоянии 1,5 метра от уровня поверхности, поэтому вилы не поднимаются на предельную высоту. Максимальное вращение коленвала достигается только тогда, когда оператор вдавливает педаль акселератора и разгоняется, перемещаясь между зонами выгрузки и отгрузки.
Вторая. Склад функционирует в круглосуточном режиме. Два раза в день приезжают фуры, которые за пару часов полностью разгружаются парком складской техники. Оставшееся время погрузчики работают с невысокой интенсивностью, в основном перемещая продукцию внутри помещения. Коэффициент будет ниже, чем в первой ситуации.
Таким образом, при точном подсчете суммируется количество времени, в течение которого автопогрузчик поднимает груз с предельным значением массы, или преодолевает сопротивление дороги (едет под уклон, разгоняется и прочее). Затем, высчитывается продолжительность эксплуатации при максимальной нагрузке от общей продолжительности смены (например, 25%). Значение k равно отношению оставшегося времени к вышеуказанному – 75:25, получается 3.
К примеру, подсчитаем норму расхода Q для погрузчика грузоподъемностью до 3 тонн, с мощностью мотора 35 л.с., удельным расходом топлива 200 г/кВт*ч и коэффициентом 2,3 (по умолчанию, считается, что погрузчик работает при максимальной частоте вращения около 30% времени). Итоговый результат равен: 35*200:1000*0,86*2,3= 3,54 литра за один моточас.
Стоит отметить, что в реальности значения будут отличаться от теоретических выкладок. Реальная нагрузка может оказаться меньше, чем «округленная» в формуле, поскольку рабочая смена может длиться чуть дольше, или платформа с грузами будет ниже, чем обычно. С другой стороны, на свежекупленных погрузчиках без обкатки или на моделях с приличным километражем расход повышается. Для точного определения производятся контрольные замеры «хронометража» максимальной нагрузки в течение нескольких дней.
Сегодня, большинство производителей предлагает технологические и инженерные решения, призванные сократить расход топлива в дизельных погрузчиках. Для этого применяются гибридные двигатели, модернизируется рулевая и грузоподъемная система, повышается скорость развития крутящего момента привода.
ОАО «ТГК-1» в 2014 году снизило удельный расход топлива на 4,8%
Объем производства электрической энергии генерирующими предприятиями ОАО «ТГК-1», включая ОАО «Мурманская ТЭЦ», за 2014 год составил 26 426 млн кВтч, что на 9,8% ниже аналогичного показателя 2013 года.
Основными причинами снижения выработки электроэнергии в 2014 году стали общий спад потребления электроэнергии, продолжающаяся тенденция снижения спроса на электроэнергию на рынке на сутки вперед, а также низкая водность на протяжении 1 — 3 кварталов 2014 года.
Сводные данные о выработке электроэнергии ОАО «ТГК-1» (млн кВтч)
| 2013 | 2014 | Изменение |
|---|---|---|---|
Филиал «Невский» | 19 083 | 16 586 | -13,1% |
Филиал «Карельский» | 3 689 | 3 780 | 2,5% |
Филиал «Кольский» | 6 516 | 6 043 | -7,3% |
Итого по филиалам ОАО «ТГК-1» | 29 287 | 26 410 | -9,8% |
ОАО «Мурманская ТЭЦ» | 16,2 | 16,6 | 2,4% |
Итого по ОАО «ТГК-1» с учетом МТЭЦ | 29 303 | 26 426 | -9,8% |
При этом продолжалась оптимизация загрузки производственных мощностей в пользу новых и более эффективных. По итогам 2014 года объем выработки новых блоков увеличился на 6,2% до 6 684 млн кВтч (что соответствует 25,3 % от общей выработки ОАО «ТГК-1» или 44,6% от выработки ТЭЦ), а удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии в среднем по компании снизился на 4,8% до 262,27 г/кВтч.
По итогам 2014 года объем отпуска тепловой энергии составил 24 339 тыс. Гкал, что на 3,9% ниже показателя 2013 года.
Сводные данные об отпуске тепловой энергии ОАО «ТГК-1» (тыс. Гкал)
| 2013 | 2014 | Изменение |
|---|---|---|---|
Филиал «Невский» | 20 432 | 18 939 | -7,3% |
Филиал «Карельский» | 1 664 | 1 632 | -1,9% |
Филиал «Кольский» | 1 172 | 1 599 | 36,5% |
Итого по филиалам ОАО «ТГК-1» | 23 268 | 22 170 | -4,7% |
ОАО «Мурманская ТЭЦ» | 2 047 | 2 169 | 6,0% |
Итого по ОАО «ТГК-1» с учетом МТЭЦ | 25 315 | 24 339 | -3,9% |
Выработка электрической энергии ГЭС в 4 квартале 2014 года возросла на 3,8 % и составила 2 645 млн кВтч, данное увеличение произошло за счет повышения показателей выработки филиала «Кольский» на 19,6% и ОАО «Мурманская ТЭЦ» на 2,9%.
Объем отпуска тепловой энергии генерирующими предприятиями ОАО «ТГК-1» за 4 квартал 2014 года по всем филиалам, включая ОАО «Мурманская ТЭЦ», увеличился на 7,4% и составили 8 528 тыс Гкал. Выработка новых мощностей в 4 квартале 2014 года выросла на 11,5%.
Подробнее с результатами производственной деятельности компании можно ознакомиться на корпоративном сайте компании в разделе «Отчетность».
Удельные расходы топлива в электроэнергетике из года в год снижаются
Аналитический центр совместно с Минэнерго России провели круглый стол «Стимулирование снижения расхода топлива при производстве электрической и тепловой энергии и потерь при их передаче».
Мероприятие состоялось в рамках реализации пунктов 10 и 13 комплексного плана мероприятий по повышению энергетической эффективности Российской Федерации, утвержденного Распоряжением Правительства Российской Федерации от 19 апреля 2018 года № 703-р.
«Аналитический центр привлечен к выполнению плана мероприятий, поэтому сегодня нам важно собрать мнения по реализуемым пунктам», — сказал руководитель исследований Управления по ТЭК Аналитического центра Александр Курдин. Специалист отметил, что пункт 10 комплексного плана заключается в проведении анализа и подготовке предложений по стимулированию снижения фактического уровня технологических потерь при транспортировке тепловой энергии, теплоносителя и воды. Особое внимание здесь уделяется определению нормативов расхода топлива при производстве электрической и тепловой энергии и определению нормативов технологических потерь тепловой энергии и теплоносителя по тепловым сетям. Пункт 13 – это стимулирование снижения удельного расхода топлива при производстве электрической и тепловой энергии.
«Минэнерго России вместе с экспертным сообществом и рядом ФОИВов до конца этого года должны подготовить проект Федерального закона с целым рядом подзаконных актов, который будет направлен на снижение удельного расхода топлива, то есть мы должны запустить новый виток работы в этом направлении», — сказал заместитель директора Департамента оперативного контроля и управления в электроэнергетике Минэнерго России Пётр Бобылев. По словам замдиректора, данная работа ведется планомерно и поступательно уже давно, но под одним вектором развития. При этом удельные расходы топлива в электроэнергетике из года в год снижаются. «Темпы снижения по стране есть, причин для этого много. Сами собственники стали уделять особое внимание этому вопросу, — рассказал Бобылев. — Если подвести краткий итог, то сейчас в целом в электроэнергетике России мы сжигаем меньше, чем, например, в 2010 году». Специалист отметил, что в данном направлении работы Россия пока сильно отстает от Белоруссии, но опережает Казахстан.
Также Бобылев рассказал о переходе на метод эталонов. «Эталоны будут задавать определенный уровень и станут не просто ориентиром, а основой для расчета необходимой валовой выручки», — пояснил эксперт. По вопросу эталонов мнения в Минэнерго России разделились, отметил специалист. «Кто-то считает, что эталоны положительно скажутся на развитии отрасли, а кто-то думает, что они не нужны, так как динамика по снижению наблюдается и сейчас», — сообщил Бобылев.
Завершая выступление, замдмректора отметил, что главная задача министерства не навредить, а улучшить ситуацию, поэтому все перемены будут обсуждаться и реализовываться, исходя из источников финансирования, балансов мощностей и состава оборудования.
Список участников
Расчет и утверждение нормативов удельного расхода топлива
Удельный расход топлива — важный показатель, который необходимо учитывать при эксплуатации котельных и энергетических станций. Расчет норматива удельного расхода топлива необходим всем организациям, которые по роду своей деятельности производят тепловую и электрическую энергию.
ГК «Юрэнерго» производит расчет норматива удельного расхода топлива на выгодных условиях, а также осуществляет экспертизу НУРТ и сопровождение до утверждения в органах исполнительной власти. За годы работы мы рассчитали нормативные показатели более чем для двух сотен организаций и приобрели огромный практический опыт. Обращение к нам — простой способ получить гарантированный результат в короткие сроки.
Особенности расчета и предоставления документации
Расчет норматива удельного расхода топлива выполняется согласно установленным правилам: отдельно для каждой котельной или ТЭС. Параметры для котельных ЖКХ (отопительных и производственно-отопительных) рассчитываются по-другому — в целом для всей организации.
Результатом выполнения работ становится предоставление заказчику следующих документов:
- пояснительной записки с выполненными расчетами параметров расхода топлива;
- экспертизы нормативных величин;
- сопроводительного письма, предназначенного для регулирующего органа.
Доверяя специалистам ГК «Юрэнерго», Вы получаете гарантированно точный результат в оптимальные сроки. Преимущества сотрудничества с нами:
- услуги штата высококвалифицированных профессионалов;
- помощь в сборе всей необходимой для решения задачи информации;
- кратчайшие сроки подготовки и оформления документации;
- доступные цены.
Мы оказываем услуги клиентам уже более 20 лет и за это время успели рассчитать нормативы расходов более чем для тысячи источников теплоснабжения. С перечнем реализованных проектов Вы можете ознакомиться на нашем сайте.
Выполненные проекты:
Расход топлива погрузчика — как рассчитать реальные показатели — ООО «ТехКомплектСервис»
Расход топлива погрузчика является одним из самых важных вопросов, который часто задают продавцам специальной техники. Это обусловлено тем, что погрузчик ставиться на баланс, топливо списывается по нормативам, а себестоимость товаров и произведенных работ рассчитывается с учетов горюче-смазочных материалов. Безусловно, установить расход топлива фронтального погрузчика гораздо сложнее, чем ту же операцию для обычного автомобиля, поскольку четкая норма расхода топлива на погрузчик при пробеге в 100 км у него не определена.
Производители, как правило, указывают расход топлива погрузчика таким образом: грамм/единица мощности, за счет чего получается весьма сильный разбег цифр, только путающий покупателя, и в данной статье мы разберем, почему это происходит и как осуществить расчет расхода топлива на примере модели SEM 650B.
Существует специальная формула, с помощью которой можно рассчитать топливо, необходимое для одного часа работы машины. Данная формула представляет собой следующее: (N*t*U)/p, где N – это мощность двигателя погрузчика в кВт, t – время, на которое рассчитывается расход топлива для погрузчика — 60 минут, G – удельный расход топлива фронтального погрузчика в г/кВт в час, U — нагруженность погрузчика во время работы, и p – плотность используемого топлива.
Необходимо помнить, что плотность дизтоплива является постоянной величиной, равной 850 г/л. Уточним остальные показатели формулы. Мощность двигателя погрузчика, измеряемая в лошадиных силах или, как в данном случае, в кВт, указывается в технических характеристиках, которые определяются на заводе-производителе спецтехники.
Удельный расход топлива, в отличие от мощности, не указывается в технических характеристиках. Показатель кривой удельного расхода топлива может существенно отличаться в зависимости от типа двигателя погрузчика, и продавец обязан знать данное значение для вашей модели. Продавец получает данные об удельном расходе топлива от компании-производителя, на заводе которого проводятся испытания работы двигателя модели в разных режимах.
Одним из самых важных показателей в данной формуле является процент нагруженности техники в процессе работы. Этот процент показывает работу двигателя погрузчика на самых больших оборотах. В действительности эта цифра является индивидуальной характеристикой конкретного рабочего процесса, то есть показывает то, насколько часто и интенсивно вы используете данную технику в работе. При стандартных расчетах предполагается, что на 100% времени, в течение которого протекает рабочий процесс, фронтальный погрузчик работает на максимальных оборотах около 30-40%
Нормы расхода топлива для фронтального погрузчика на практике
На примере фронтального погрузчика SEM 650B мы рассмотрим, насколько отличаются официальные данные о расходе топлива с реальной картиной.
Для начала рассчитаем норму топлива по приведенной выше формуле. Двигатель погрузчика обладает мощностью 220 л.с. – погрузчик с грузоподъемностью 5 тонн. Мощность двигателя данного погрузчика составляет 162 кВт, время, на которое мы будем рассчитывать расход топлива – 1 час, удельный расход топлива для данной машины составляет 220 г/кВТ ч, процент нагруженности можно взять любой, а плотность топлива, как уже говорилось выше, константа – 850г/л.
В итоге получается, что для 100% нагрузки расход топлива будет составлять 42л/ч, для 75% нагрузки – 31,5 л/ч, а для 60 и 50% — 25,2 л/ч и 21 л/ч соответственно.
Этот расход топлива погрузчика можно представлять в бухгалтерию организации, и цифра, полученная посредством таких вычислений, будет считаться официальным показателем и пополнит данные по учету расхода горючего. Однако на практике дело обстоит иначе.
В действительности вам потребуется значительно меньше топлива. Разумеется, иногда технологический процесс требует обязательной работы двигателя на самых больших оборотах, однако, как правило, в реальной работе такое практически не встречается. Показатель удельного расхода топлива, обозначенный в формуле как G, практически невозможно проверить. Продавцы техники зачастую не знают, какие тестирования проводятся на заводах, чтобы получить данный показатель – они просто получают значение и сообщают его покупателю. Между тем, на заводах проводятся испытания ближе к экстремальным условиям, которые редко встречаются в реальной жизни, поэтому и показатели могут значительно отличаться.
Таким образом, услышав от продавца сомнительную величину показателей удельного расхода топлива, обязательно спросите, какого значение на практике. Очень часто крупные компании, реализующие спецтехнику, специально собирают данные у клиентов, которые уже работают с их техникой, чтобы ориентироваться в реальных показателях расхода топлива. Если вы обратились именно в такую компанию, вам объяснят, какой расход топлива требуется для конкретной модели фронтального погрузчика в соответствии с предполагаемыми условиями работы и нагрузкой.
Взято из http://asptech.ru/
Как рассчитать фактический расход топлива для дизельного вилочного погрузчика?
28.04.2017
Среди всех видов складского транспорта наибольшим спросом у российских компаний пользуются дизельные вилочные погрузчики. Такая тенденция неслучайна — дизельный двигатель имеет высокую мощность, подходит для тяжелых машин с грузоподъемностью более 40 тонн, сохраняет работоспособность в морозы. Кроме того, моторы от ведущих производителей эффективно очищают выхлопные газы, поэтому технику можно эксплуатировать внутри складских терминалов.
Часто выбор в пользу погрузчиков, работающих на солярке, объясняется экономическими выгодами — дизельная техника стоит дешевле бензиновых и электрических аналогов, имеет относительно низкую стоимость владения. Важнейшей характеристикой «цены владения» является расход топлива — малое потребление солярки существенно снижает общие затраты производственного процесса. Этот показатель рассчитывается производителем и указывается в таблице технических характеристик как удельный расход топлива. Правда, расчетные данные, полученные в ходе испытаний, могут разниться с практическими показателями, ведь погрузчики эксплуатируются в разных условиях. Чтобы получить реальные цифры расхода топлива за любой расчетный период (смену, месяц, квартал, год), необходимо использовать специальную методику.
Нормированный расход топлива вилочного погрузчика: математический расчет
После постановки техники на баланс предприятия бухгалтерии понадобятся расчетные данные для списания топлива. Получить эти данные можно по формуле:
Q = Nq/ (1000Rk1), где:
Q — нормативное потребление топлива в литрах на моточас;
N — мощность двигателя в лошадиных силах;
q — удельный расход топлива из расчетов производителя;
R — величина плотности солярки (0,85 кг/дм3),
k1 — соотношение периодов работы мотора в обычном и максимальном режимах.
Коэффициент k1 — это специфичный показатель рабочего процесса. В реальности двигатель погрузчика работает на максимальных оборотах только часть смены: во время разгона машины, движения на предельной скорости, преодоления уклонов с нагрузкой, подъема грузов на максимально возможную высоту.
Например, если за смену техника работает 60% времени в обычном режиме и 40% с предельной нагрузкой, то k1 = 1,5 (60/40). Вычислив этот показатель, определить норму потребления топлива не составит труда. Возьмем китайский дизельный погрузчик BULL FD35 грузоподъемностью 3,5 тонны с японским мотором ISUZUC240 мощностью 35,4 л. с. и удельным расходом топлива 202 г/кВт*ч, который четверть смены эксплуатируется при максимальных нагрузках. Получим: Q = 35,4*202 / (1000*0,85*1,5) = 5,6 л/моточас.
Нужно отметить, что теория и практика могут различаться. У машин без обкатки или с большим пробегом расход топлива увеличивается в сравнении с расчетными показателями. Кроме того, потребление солярки повышается, если техника эксплуатируется в режиме предельных нагрузок.
Дизельные погрузчики с оптимизированным расходом топлива: решения производителей
Основные параметры, влияющие на потребление топлива вилочного погрузчика, — это мощность мотора, удельный расход топлива и фактические нагрузки в течение смены. То есть определить примерные затраты можно еще на этапе выбора техники.
К слову, при покупке погрузчика важно учитывать не только его экономичность, но и производительность. Задачей покупателя является выбор техники, которая быстро и точно оперирует грузами без лишних топливных затрат. Таким требованиям отвечают погрузчики с усовершенствованной гидравликой. Например, при наличии гидравлической системы высокого давления техника имеет увеличенную скорость подъема/спуска груженых вил. Если гидравлика оснащена сдвоенными насосами, подъемное оборудование и рулевое управление машины работают независимо друг от друга. Также эффективным инженерным решением является гидравлический насос с периодической подачей масла в гидросистему.
Ведущие производители вилочных погрузчиков внедряют инновации в каждое поколение техники, улучшая эксплуатационные характеристики своей продукции. В последнее время с признанными мировыми лидерами успешно конкурирует Китай. К примеру, по расходу топлива и производительности китайские вилочные погрузчики Bull, изготовленные на заводах авторитетного концерна Heli, сопоставимы с европейскими, американскими и японскими одноклассниками. При этом машины стоят гораздо дешевле, что привлекает российских потребителей.
Удельный расход топлива
Для перемещения самолета по воздуху двигательная установка используется для создания толкать. Количество тяги, создаваемой двигателем, очень важно. Но количество топлива, используемого для создания этой тяги, иногда больше важно, потому что самолет должен поднимать и нести топливо на протяжении всего полета. Инженеры используют коэффициент эффективности, называемый тяги удельный расход топлива , чтобы охарактеризовать мощность двигателя эффективность топлива. «Удельный расход топлива тяги» вполне полный рот, поэтому инженеры обычно называют его двигателем TSFC .Что означает TSFC?
Расход топлива TSFC составляет «как» много топлива двигатель сжигает каждый час ». TSFC — это научный термин, означающий «разделенный по массе или весу». В в данном случае означает «на фунт (Ньютон) тяги». В тяга TSFC включена, чтобы указать, что мы говорим о газотурбинных двигателях. Имеется соответствующий тормозной механизм . расход топлива ( BSFC ) для двигателей с валом мощность. Собирая все вместе, TSFC — это масса топлива . сгорает за один час, разделенное на тягу , которую двигатель производит.Единицы этого КПД — масса на единицу время, разделенное на силу (в английских единицах, фунтах массы в час на фунт; в метрических единицах, килограммах в час на Ньютон).
Математически TSFC — это соотношение массового расхода топлива двигателя мдот ф к сумме тяги F , создаваемой за счет сжигания топлива:
TSFC = mdot f / F
Если разделить оба числителя и знаменатель по расходу воздуха в двигателе mdot 0 , получаем другую форму уравнение в терминах отношения топлива к воздуху f , и Удельная тяга Fs .
TSFC = f / Fs
Инженеры используют коэффициент TSFC по-разному. Если мы сравните TSFC для двух двигателей, двигатель с меньшим TSFC более экономичный двигатель. Рассмотрим два примера:
- Предположим, у нас есть два двигателя, A и B, которые производят одинаковые
количество тяги. Предположим, что Engine A использует только половину
топливо в час, которое использует Двигатель B. Тогда мы бы сказали, что Двигатель A
более экономичен, чем двигатель B. Если мы вычислим TSFC для
Для двигателей A и B TSFC двигателя A составляет половину стоимости
Двигатель B.
- Если взглянуть на это с другой стороны, предположим, что у нас есть два двигателя: C и D, и каждому из них мы подавали одинаковое количество топлива в час. Предположим, что двигатель C развивает в два раза большую тягу, чем двигатель D. Тогда мы получают большую тягу от двигателя C при том же количестве топлива, и мы бы сказали, что двигатель C более экономичен. Опять же, если мы вычисляем TSFC для двигателей C и D, TSFC двигателя C равен половина стоимости двигателя D.
Давайте посмотрим на второй пример с некоторыми числовыми значениями.В данном случае мы сравниваем турбореактивный двигатель. двигатель и турбовентиляторный двигатель. В двигатели питаются от топливного бака, который обеспечивает массу 2000 фунтов в час на каждый двигатель. Турбореактивный двигатель развивает тягу в 2000 фунтов, в то время как ТРДД производит 4000 фунтов тяги. Вычисление TSFC для каждого двигателя показывает, что TSFC турбореактивного двигателя равен 1,0 (фунты массы / час / фунт), в то время как TSFC турбовентиляторного двигателя составляет 0,5 (фунты массы / час / фунт). ТРДД с более низким TSFC больше экономичный. Значения 1.0 для турбореактивного двигателя и 0,5 для турбовентиляторные — типичные статические значения на уровне моря. Значение TSFC для данный двигатель будет меняться в зависимости от скорости и высоты, потому что КПД двигателя меняется с атмосферным условия.
TSFC предоставляет важную информацию о производительности данный двигатель. Турбореактивный двигатель с форсажной камерой производит большую тягу, чем обычный турбореактивный двигатель. Если бы TSFC были такими же (1.0) для двух двигателей, чтобы увеличить тягу, мы бы имели увеличить расход топлива на эквивалентную величину.Для например,
Начальная тяга = 2000 фунтов
Тяга с форсажной камерой = 3000 фунтов
TSFC = 1,0
Расход топлива = 3000 фунтов в час.
Но для турбореактивного двигателя с форсажной камерой типичное значение TSFC составляет 1.5. Это говорит о том, что добавление форсажной камеры, хотя и производит больше тяги, стоит намного больше топлива на каждый фунт добавленной тяги. Для например,
Начальная тяга = 2000 фунтов
Тяга с форсажной камерой = 3000 фунтов
TSFC = 1,5
Расход топлива = 4500 фунтов в час.
Инженеры используют TSFC для данного двигателя, чтобы выяснить, сколько для работы самолета требуется топливо заданная миссия. Если TSFC = 0,5, и мы нужно 5000 фунтов тяги в течение двух часов, мы можем легко вычислить количество необходимого топлива. Например,
5000 фунтов x 0,5 фунта массы / час / фунт x 2 часа = 5000 фунтов масса топлива.
Интерактивный Java-апплет EngineSim теперь доступен. Ты можешь изучать влияние характеристик любого компонента двигателя на топливо потребление и сравнить эффективность различных типов турбин двигатели.
Действия:
Экскурсии с гидом
- EngineSim — Симулятор двигателя:
- Расчет расхода топлива:
Навигация ..
- Руководство для начинающих Домашняя страница
Удельный расход топлива — обзор
III.C Подсистемы силовой установки
Хотя знание внутренней работы авиационного двигателя не является необходимым, функциональные отношения для движущей силы (тяга T ) и расхода топлива Скорость, наряду с ощущением веса двигателя на фунт тяги или лошадиных сил, необходимы для анализа характеристик и предварительных проектных исследований.Все четыре типа используемых в настоящее время авиационных двигателей классифицируются как воздуховоды, поскольку они используют кислород из атмосферы для сжигания с топливом из нефтепродуктов, будь то бензин или керосин (обычно называемый топливом для реактивных двигателей). Эти четыре типа можно далее разделить на те, у которых нет гребных винтов, а именно, чистый турбореактивный и ТРДД , и те, у которых есть гребные винты, а именно поршневой винт (поршневой двигатель и гребной винт) и турбовинтовой .Как будет показано ниже, на летные характеристики самолета сильно влияет наличие или отсутствие винта. В следующих разделах предполагается, что двигатели имеют надлежащие размеры для самолета и интересующих режимов полета.
Турбореактивный двигатель создает тягу за счет расширения горячих продуктов сгорания через сопло. Эту тягу в первом приближении можно считать не зависящей от воздушной скорости и для данной настройки дроссельной заслонки (в процентах об / мин) прямо пропорциональной плотности атмосферы, так что:
(9) T1 / TSL = ρ / ρSL = σ1
Уравнение (9) показывает, что тяга будет максимальной на уровне моря и уменьшаться с увеличением высоты.
Уровень расхода топлива описывается в терминах удельного расхода топлива тяги (tsfc), с символом c , и определяется как массовый расход топлива в час на фунт тяги с единицами фунтов в час. на фунт, обычно выражается в обратных часах (час -1 ):
(10) tsfc = c = dWf / dtT
Удельный расход топлива является характеристикой двигателя и считается постоянным для всех условий полета, даже если это функция воздушной скорости, положения дроссельной заслонки и высоты.На tsfc высота влияет меньше, чем на тягу. Внутри тропосферы он уменьшается как 0,2 степени отношения плотности, достигая минимума в тропопаузе, а затем очень медленно увеличиваясь в стратосфере.
Тяга, создаваемая турбореактивными двигателями, колеблется от 50 фунтов до порядка 50 000 фунтов. Неустановленное соотношение тяги к двигателю постоянно увеличивается и в настоящее время составляет от 4 до 6 фунтов тяги на каждый фунт двигателя. масса. Турбореактивные двигатели (на самом деле турбовентиляторные двигатели с очень малым байпасом) в основном используются в сверхзвуковых самолетах и обычно имеют форсажную камеру , которая сжигает добавленное топливо с избыточным (несгоревшим) кислородом в газовой смеси, оставляя турбину для создания дополнительной тяги.Хотя тяга увеличивается примерно вдвое с помощью форсажной камеры, это увеличение тяги сопровождается значительным увеличением tfsc (примерно в два-три раза). Следовательно, форсажная камера устанавливается только тогда, когда ее требуют эксплуатационные требования, а затем используется экономно, например, для взлета и набора высоты, для достижения сверхзвуковой воздушной скорости и для периодов сверхзвукового полета. Когда сверхзвуковой полет можно достичь и поддерживать без использования форсажной камеры, он называется supercruise .
Поршневой двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, работающий на воздухе и бензине (пока нет дизельных авиационных двигателей) и вырабатывающий мощность на валу, а не тягу. Выходная мощность обычно измеряется в лошадиных силах (л.с.), по существу не зависит от скорости полета и является функцией высоты и положения дроссельной заслонки. Уровень расхода топлива пропорционален мощности (л.с.), так что:
(11) dWf / dt = cˆHP
, где c — удельный расход топлива в лошадиных силах (hpsfc) в фунтах в час на каждую лошадиную силу.
Винт преобразует мощность на валу двигателя в силу тяги P , которая равна произведению тяги и воздушной скорости, где тяга выражается в фунтах, а воздушная скорость выражается в футах в секунду, милях в час, или узлов, в зависимости от того, что удобнее в данный момент. Мощность двигателя и тяговая мощность воздушного винта связаны выражением:
(12) P = TV = kηpHP
, где η p — КПД воздушного винта (порядка 80–85% для винта с постоянной скоростью вращения). ) и k — коэффициент преобразования со значением 375, когда V выражается в милях в час, и 550, когда V выражается в футах в секунду.Обратите внимание, что для данной мощности тяга не зависит от воздушной скорости, но доступная тяга обратно пропорциональна воздушной скорости, уменьшаясь с увеличением воздушной скорости, тогда как тяга турбореактивного двигателя постоянна, а тяговая мощность увеличивается с увеличением воздушной скорости. . Именно эти различия в первую очередь ответственны за то, что винтовые и реактивные самолеты летают по-разному для достижения наилучших характеристик.
hpsfc имеет те же изменения с высотой, что и tsfc, и будет считаться постоянным.Изменение мощности с высотой зависит от того, есть ли у двигателя наддув. Без наддува двигатель называют безнаддувным, а мощность в первом приближении прямо пропорциональна плотности атмосферы, как и тяга турбореактивного двигателя. В современных нагнетателях используется турбина, приводимая в движение выхлопными газами двигателя, для увеличения плотности воздуха, поступающего в цилиндры, и они называются турбонагнетателями. При постоянной настройке дроссельной заслонки выходная мощность остается постоянной до критической высоты, максимальное значение которой составляет порядка 20 000 футов.Выше критической высоты мощность двигателя с турбонаддувом уменьшается с высотой так же, как и у двигателя без наддува.
Современные поршневые двигатели относительно малы (в диапазоне от ∼50 л.с. до порядка 600 л.с.), потому что они самые тяжелые из всех двигателей. Неустановленное отношение мощности к массе двигателя составляет порядка 0,8 л.с. / фунт веса двигателя.
Турбовинтовые двигатели и турбовентиляторные двигатели — это в основном турбореактивные двигатели, в которых газы сгорания более полно расширяются в турбинной части, чтобы развивать большую мощность, чем требуется для привода компрессора и вспомогательного оборудования.Эта избыточная мощность затем используется для приведения в действие пропеллера в случае турбовинтового двигателя или многолопастного вентилятора в случае турбовентиляторного двигателя. Любая энергия, остающаяся в газовой смеси, покидающей приводные турбины, затем расширяется в сопле для создания так называемой реактивной тяги. Эта реактивная тяга, очевидно, значительно меньше, чем у сопоставимого турбореактивного двигателя, а в случае турбовального двигателя равна нулю.
В турбовинтовом двигателе остаточная реактивная тяга преобразуется в эквивалентную мощность в лошадиных силах на некоторой расчетной воздушной скорости, а затем двигатель описывается в терминологии поршневой винт с использованием эквивалентной мощности на валу (eshp) и эквивалентного вала. удельный расход топлива в лошадиных силах.Поскольку мощность реактивной тяги составляет порядка 20% или менее от общей мощности, разумно рассматривать турбовинтовой двигатель как поршневой с наддувом. Турбовинтовые двигатели с пониженными номинальными характеристиками, которые работают на мощности ниже максимальной, обладают характеристиками поршневых двигателей с турбонаддувом и становятся все более популярными. Турбовинтовой двигатель имеет несколько более высокий удельный расход топлива, чем поршневой, но вес двигателя значительно меньше, даже с учетом веса гребного редуктора. Соотношение мощности к массе двигателя составляет порядка 2 л.с. на фунт веса двигателя, а самый большой двигатель в настоящее время эксплуатируется с мощностью порядка 6000 л.с.
Хотя турбовентиляторный двигатель описывается как турбореактивный, его характеристики определяются степенью двухконтурности, которая представляет собой отношение массы «холодного воздуха», проходящего через вентилятор, к массе «горячего воздуха». воздух », проходящий через горелки и турбинную секцию. Если коэффициент двухконтурности равен нулю, очевидно, что ТРДД представляет собой чистый турбореактивный двигатель. По мере увеличения степени двухконтурности процент реактивной тяги уменьшается, и ТРДД начинает приобретать характеристики турбовинтового двигателя.Например, при коэффициенте двухконтурности 10 теоретическая реактивная тяга будет порядка 17%. Текущие максимальные коэффициенты байпаса составляют порядка 5–6, а tsfc для указанной воздушной скорости составляют порядка 0,6 1b / (час · фунт). Хотя фронтальная площадь ТРДД быстро увеличивается с увеличением коэффициента байпасирования, длина уменьшается; следовательно, сопротивление и вес двигателя увеличиваются меньше, чем можно было бы ожидать. Отношение тяги к массе двигателя составляет порядка 5–6 и увеличивается, как и максимальная тяга отдельного двигателя, которая в настоящее время составляет порядка 98 000 фунтов.
Удельный расход топлива — чрезвычайно важный параметр производительности. Некоторые типичные значения, все выраженные в эквиваленте tsfc (фунт / час · фунт), следующие:
| Ракетные двигатели | 10 |
| Ramjets | 3 |
| Turbojets (форсажная камера | ) 2,5 |
| Турбореактивные двигатели | 0,9–1 |
| ТРДД | 0,6–0,8 |
| Турбовинтовые двигатели | 0.5–0,6 |
| Стойки поршневые | 0,4–0,5 |
Интересно, что в этом списке по разным причинам также указан режим относительной скорости полета летательных аппаратов, в которых используются эти двигатели. Например, поршневые двигатели используются в самолетах с воздушной скоростью порядка 250 миль в час или меньше; турбовинтовые двигатели на повышенных скоростях полета примерно до М 0,7; турбовентиляторные двигатели на скорость полета до М 0,85; а также турбореактивные двигатели и двигатели с очень малой двухконтурностью в сверхзвуковых самолетах.ПВРД подходит для летательных аппаратов с М 3,0 и выше, а ракетные двигатели используются в баллистических ракетах и космических ускорителях. Кроме того, поршневой двигатель является наименее дорогим и самым тяжелым из двигателей, вес уменьшается, а стоимость увеличивается по мере увеличения списка.
| Реферат: | |
Целью данного проекта является а) оценка удельного расхода топлива (TSFC) реактивных двигателей в крейсерском режиме в зависимости от высоты полета, скорости и тяги и б) определение оптимальной крейсерской скорости для максимальной дальности полета реактивных самолетов. на основе характеристик TSFC из а).В отношении а) обзор литературы показывает различные модели влияния высоты и скорости на TSFC. Простая модель, описывающая влияние тяги на TSFC, кажется, не существует в литературе. Здесь были собраны и оценены общедоступные данные. TSFC в зависимости от тяги описывается так называемой кривой ковша с самым низким TSFC в точке ковша при определенной настройке тяги. Было разработано новое простое уравнение, аппроксимирующее влияние тяги на TSFC. Было обнаружено, что влияние тяги, а также высоты на TSFC невелико, и во многих случаях им можно пренебречь в крейсерских условиях.Однако TSFC примерно линейно зависит от скорости. Это следует уже из первых принципов. Относительно пункта b) было обнаружено, что теоретически преподаваемая оптимальная скорость полета (в 1,316 раза превышающая минимальную скорость сопротивления) для максимальной дальности реактивных самолетов является неточной, поскольку вывод основан на нереалистичном предположении о том, что TSFC является постоянным со скоростью. Принимая во внимание влияние скорости на TSFC и лобовое сопротивление, оптимальная скорость полета составляет всего около 1,05–1,11 минимальной скорости лобового сопротивления в зависимости от веса самолета.Объем фактических данных двигателя в этом проекте был чрезвычайно ограничен, и поэтому результаты будут такими же точными, как и исходные данные. Результаты могут иметь лишь ограниченную универсальную применимость, поскольку были проанализированы только четыре типа реактивных двигателей. Одна из оригинальных ценностей проекта — новая простая полиномиальная функция для оценки изменений TSFC от изменений тяги при сохранении постоянной скорости и высоты. | |
| Лицензия этой версии: | CC BY-NC-SA 4.0 Непортировано — https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 |
| Тип публикации: | книга |
| Статус публикации: | ОпубликованаВерсия |
| Дата публикации: | 2018 |
| Ключевые слова немецкий: | Flugzeug, Schub, Kraftstoffverbrauch, Reichweite |
| Ключевые слова английский: | самолет, тяга, расход топлива, дальность, Breguet, двигатель, турбовентилятор, SFC, TSFC, PSFC, Turbomatch, кривая ковша, вылет, крейсерский режим, высота, скорость, Мах, BPR, извлечение данных, оптимизация |
| DDC: | 600 | Техник, 620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau, 629,1 | Luft- und Raumfahrttechnik |
| Контролируемые ключевые слова (GND): | Luftfahrt, Luftfahrzeug, Flugmechanik, Flugtriebwerk |
| Публикации по теме: | https: // doi.org / 10.7910 / DVN / LZNNL1 |
Физика: Расход топлива на тормоза — HandWiki
Расход топлива на тормоза ( BSFC ) — это мера топливной эффективности любого первичного двигателя, который сжигает топливо и вырабатывает мощность вращения или мощность на валу. Обычно он используется для сравнения КПД двигателей внутреннего сгорания с выходной мощностью на валу. Это показатель расхода топлива, деленный на произведенную мощность. По этой причине его также можно рассматривать как удельный расход топлива.BSFC позволяет напрямую сравнивать топливную эффективность различных двигателей.
Расчет BSFC (в метрических единицах)
Для расчета BSFC используйте формулу
- [math] \ displaystyle {BSFC = \ frac {r} {P}} [/ math]
где:
- [математика] \ displaystyle {r} [/ math] — расход топлива в граммах в секунду (г / с) .
- [math] \ displaystyle {P} [/ math] — мощность, производимая в ваттах, где [math] \ displaystyle {P = \ tau \ omega} [/ math] (Вт)
- [math] \ displaystyle {\ omega} [/ math] — частота вращения двигателя в радианах в секунду (рад / с) .
- [math] \ displaystyle {\ tau} [/ math] — крутящий момент двигателя в ньютон-метрах (Н · м)
Приведенные выше значения r , [math] \ displaystyle {\ omega} [/ math] и [math] \ displaystyle {\ tau} [/ math] могут быть легко измерены с помощью приборов с двигателем, установленным на испытательном стенде, и нагрузкой, приложенной к работающему двигателю.Результирующие единицы BSFC — граммы на джоуль (г / Дж).
Обычно BSFC выражается в граммах на киловатт-час (г / (кВт⋅ч)). Коэффициент преобразования следующий:
- BSFC [г / (кВт⋅ч)] = BSFC [г / Дж] × (3,6 × 10 6 )
Преобразование между метрическими и британскими единицами измерения:
- BSFC [г / (кВт⋅ч)] = BSFC [фунт / (л.с.⋅ч)] × 608,277
- BSFC [фунт / (л.с.⋅ч)] = BSFC [г / (кВт⋅ч)] × 0,001644
Взаимосвязь между числами BSFC и эффективностью
Для расчета фактического КПД двигателя требуется плотность энергии используемого топлива.
Различные виды топлива имеют разную плотность энергии, определяемую теплотворной способностью топлива. Нижняя теплотворная способность (LHV) используется для расчета КПД двигателя внутреннего сгорания, поскольку тепло при температурах ниже 150 ° C (300 ° F) не может использоваться.
Некоторые примеры более низкой теплотворной способности автомобильного топлива:
- Сертификационный бензин = 18 640 БТЕ / фунт (0,01204 кВт⋅ч / г)
- Обычный бензин = 18 917 БТЕ / фунт (0,0122222 кВт⋅ч / г)
- Дизельное топливо = 18 500 БТЕ / фунт (0.0119531 кВт⋅ч / г)
Таким образом, КПД дизельного двигателя = 1 / (BSFC × 0,0119531), а КПД бензинового двигателя = 1 / (BSFC × 0,0122225)
Использование чисел BSFC в качестве рабочих значений и средней статистики цикла
У любого двигателя будут разные значения BSFC при разных скоростях и нагрузках. Например, поршневой двигатель достигает максимальной эффективности, когда всасываемый воздух не дросселируется и двигатель работает с максимальным крутящим моментом. Однако эффективность, часто указываемая для конкретного двигателя, — это не его максимальная эффективность, а среднее статистическое значение цикла экономии топлива.Например, среднее за цикл значение BSFC для бензинового двигателя составляет 322 г / (кВт⋅ч), что соответствует эффективности 25% (1 / (322 × 0,0122225) = 0,2540). Фактический КПД может быть ниже или выше среднего значения двигателя из-за различных условий эксплуатации. В случае серийного бензинового двигателя наиболее эффективный BSFC составляет приблизительно 225 г / (кВт⋅ч), что эквивалентно термодинамической эффективности 36%.
Показана карта iso-BSFC (участок топливного острова) дизельного двигателя. Золотая середина на 206 BSFC — 40.КПД 6%. Ось x — об / мин; Ось Y — BMEP в барах (bmep пропорционально крутящему моменту)
Значение номеров BSFC для конструкции двигателя и класса
НомераBSFC сильно меняются в зависимости от конструкции двигателя, степени сжатия и номинальной мощности. Двигатели разных классов, такие как дизельные и бензиновые двигатели, будут иметь очень разные номера BSFC, в диапазоне от менее 200 г / (кВт⋅ч) (дизель на низкой скорости и с высоким крутящим моментом) до более 1000 г / (кВт⋅ч) (турбовинтовой двигатель). на низком уровне мощности).
Примеры значений BSFC для валковых двигателей
В следующей таблице в качестве примера приведены значения удельного расхода топлива для нескольких типов двигателей. Для конкретных двигателей значения могут отличаться и часто отличаются от значений в таблице, приведенной ниже. Энергоэффективность основана на более низкой теплотворной способности: 42,7 МДж / кг (84,3 г / (кВтч)) для дизельного топлива и топлива для реактивных двигателей, 43,9 МДж / кг (82 г / (кВт⋅ч)) для бензина.
| кВт | л.с. | Год | Двигатель | Тип | Приложение | фунт / (л.с.⋅ч) | г / (кВт⋅ч) | КПД |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 48 | 64 | 1989 г. | Rotax 582 | бензин, 2-х тактный | Aviation, Ultralight, Eurofly Fire Fox | 0.699 | 425 [1] | 19,3% |
| 321 | 431 | 1987 г. | PW206B / B2 | турбовальный | Вертолет, EC135 | 0,553 | 336 [2] | 24,4% |
| 427 | 572 | 1987 | PW207D | турбовальный | Вертолет, Bell 427 | 7103530627″> 0,537 | 7103530627″> 327 [2] | 25.1% |
| 500 | 670 | 1981 | Арриус 2Б1 / 2Б1А-1 | турбовальный | Вертолет, EC135 | 0,526 | 320 [2] | 25,6% |
| 820 | 1,100 | 1960 | PT6C-67C | турбовальный | Вертолет, AW139 | 0,490 | 298 [2] | 27,5% |
| 958 | 1,285 | 1989 г. | MTR390 | турбовальный | Вертолет, Тигр | 6″> 280 [2] | 29,3% | |
| 84,5 | 113,3 | 1996 г. | Rotax 914 | бензин, турбо | Aviation, Легко-спортивный самолет, WT9 Dynamic | 0,454 | 276 [3] | 29,7% |
| 88 | 118 | 1942 | Лайкоминг О-235-Л | бензин | Aviation, General Aviation, Cessna 152 | 0.452 | 275 [4] | 29,8% |
| 1,799 | 2412 | 1984 | РТМ322-01 / 9 | турбовальный | Вертолет, NH90 | 0,420 | 255 [2] | 32,1% |
| 63 | 84 | 1991 | ДвигательGM Saturn I4 | бензин | Автомобили, Saturn S-Series | 0,411 | 250 [5] | 32.5% |
| 150 | 200 | 2011 г. | Ford EcoBoost | бензин, турбо | Cars, Ford | 0,403 | 245 [6] | 33,5% |
| 300 | 400 | 1961 | Lycoming IO-720 | бензин | Aviation, General Aviation, PAC Fletcher | 0,4 | 243 [7] | 34,2% |
| 7 000 | 9 400 | 1986 | Rolls-Royce MT7 | газовая турбина | Судно на воздушной подушке, SSC | 0.3998 | 243,2 [8] | 34,7% |
| 2 000 | 2700 | 1945 г. | Дуплекс-циклон Wright R-3350 | бензин, турбокомпаунд | Авиация, Коммерческая авиация; Б-29, Созвездие, DC-7 | 0,380 | 231 [9] | 35,5% |
| 57 | 76 | 2003 | Тойота 1NZ-FXE | бензин | Автомобиль, Toyota Prius | 0.370 | 225 [10] | 36,4% |
| 550 | 740 | 1931 | Юнкерс Юмо 204 | дизель 2-х тактный, турбо | Aviation, Коммерческая авиация, Junkers Ju 86 | 0,347 | 211 [11] | 40% |
| 36 000 | 48 000 | 2002 | Роллс-Ройс Марин Трент | турбовальный | Морская силовая установка | 0.340 | 207 [12] | 40,7% |
| 2,340 | 3 140 | 1949 | Napier Nomad | Дизель-компаунд | Концепт авиационного двигателя | 0,340 | 207 [13] | 40,7% |
| 165 | 221 | 2000 | Volkswagen 3.3 V8 TDI | Дизель | Автомобиль, Audi A8 | 0,337 | 205 [14] | 41.1% |
| 2,013 | 2 699 | 1940 | Deutz DZ 710 | Дизель, двухтактный | Концепт авиационного двигателя | 0,330 | 201 [15] | 41,9% |
| 42 428 | 56 897 | 1993 | GE LM6000 | турбовальный | Судовая силовая установка, Производство электроэнергии | 0,329 | 200,1 [16] | 42.1% |
| 130 | 170 | 2007 г. | BMW N47 2л. | Дизель | Автомобили, BMW | 0,326 | 198 [17] | 42,6% |
| 88 | 118 | 1990 г. | Audi 2.5L TDI | Дизель | Автомобиль, Audi 100 | 0,326 | 198 [18] | 42,6% |
| 620 | 830 | Scania AB DC16 078A | Дизель 4-тактный | Производство электроэнергии | 0.312 | 190 [19] | 44,4% | |
| 1,200 | 1,600 | начало 1990-х | Wärtsilä 6L20 | Дизель 4-тактный | Морская силовая установка | 0,311 | 189,4 [20] | 44,5% |
| 3,600 | 4800 | MAN Дизель 6L32 / 44CR | Дизель 4-тактный | Судовая силовая установка, Производство электроэнергии | 0.283 | 172 [21] | 49% | |
| 4 200 | 5,600 | 2015 | Wärtsilä W31 | Дизель 4-тактный | Судовая силовая установка, Производство электроэнергии | 0,271 | 165 [22] | 51,1% |
| 34,320 | 46 020 | 1998 г. | Wärtsilä-Sulzer RTA96-C | Дизель 2-х тактный | Судовая силовая установка, Производство электроэнергии | 0.263 | 160 [23] | 52,7% |
| 27 060 | 36,290 | MAN Дизель S80ME-C9.4-TII | Дизель 2-х тактный | Судовая силовая установка, Производство электроэнергии | 0,254 | 154,5 [24] | 54,6% | |
| 34,350 | 46 060 | MAN Дизель 12G95ME-C9 | Дизель 2-х тактный | Морская силовая установка | 0.254 | 154,5 [25] | 54,6% | |
| 605 000 | 811 000 | 2016 | General Electric 9HA | Комбинированный цикл | Производство электроэнергии | 0,223 | 135,5 (экв.) | 62,2% [26] |
КПД турбовинтового двигателя хорош только при высокой мощности; SFC резко увеличивается при заходе на посадку на малой мощности (30% P макс. ) и особенно на холостом ходу (7% P макс. ):
| Режим | Мощность | расход топлива | SFC | Энергоэффективность |
|---|---|---|---|---|
| Номинальный холостой ход (7%) | 192 л.с. (143 кВт) | 3.06 кг / мин (405 фунтов / ч) | 1282 г / (кВт⋅ч) (2,108 фунт / (л.с.⋅ч)) | 6,6% |
| Подход (30%) | 825 л.с. (615 кВт) | 5,15 кг / мин (681 фунт / ч) | 502 г / (кВт⋅ч) (0,825 фунта / (л.с.⋅ч)) | 16,8% |
| Макс. Круиз (78%) | 2132 л.с. (1590 кВт) | 8,28 кг / мин (1095 фунтов / ч) | 312 г / (кВт⋅ч) (0,513 фунта / (л.с.⋅ч)) | 27% |
| Максимальный набор высоты (80%) | 2192 л.с. (1635 кВт) | 8.38 кг / мин (1108 фунтов / ч) | 308 г / (кВт⋅ч) (0,506 фунта / (л.с.⋅ч)) | 27,4% |
| Макс. (90%) | 2475 л.с. (1846 кВт) | 9,22 кг / мин (1220 фунтов / ч) | 300 г / (кВт⋅ч) (0,493 фунта / (л.с.⋅ч)) | 28,1% |
| Взлетная (100%) | 2750 л.с. (2050 кВт) | 9,9 кг / мин (1310 фунтов / ч) | 290 г / (кВт⋅ч) (0,477 фунта / (л.с.⋅ч)) | 29,1% |
См. Также
- Экономия топлива в автомобилях
- Энергоэффективное вождение
- Системы управления топливом
- Управление судовым топливом
- Тяга Удельный расход топлива
Каталожный номер
- Банкноты
- ↑ «Руководство по эксплуатации 447/503/582».Rotax. Сентябрь 2010 г. http://docusearch.flyrotax.com/files/pdf/d04495.pdf.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 «Газотурбинные двигатели». Авиационная неделя . Январь 2008 г. http://www.geocities.jp/nomonomo2007/AircraftDatabase/AWdata/AviationWeekPages/GTEnginesAWJan2008.pdf. Проверено 9 июля 2018.
- ↑ «Руководство по эксплуатации серии 914». Rotax. Апрель 2010 г. http://docusearch.flyrotax.com/files/pdf/d06153.pdf.
- ↑ Руководство оператора O-235 и O-290 , Lycoming, январь 2007 г., стр. 3-8 версия-L, https://www.lycoming.com/sites/default/files/O-235%26O-290%20Operator%20Manual%2060297-9.pdf
- ↑ Михаил Сорока (26 марта 2014 г.). «Неэффективны ли авиационные двигатели?». http://michaelsoroka.com/2014/03/26/are-airplane-engines-inefficient/.
- ↑ «Разработка усовершенствованного бензинового двигателя с турбонаддувом и прямым впрыском (GTDI)». Ford Research and Advanced Engineering. 13 мая 2011 г.http://www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/pdfs/merit_review_2011/adv_combustion/ace065_rinkevich_2011_o.pdf.
- ↑ IO-720 Operator’s Manual , Lycoming, October 2006, p. 3-8, https://www.lycoming.com/sites/default/files/IO-720%20Operator%20Manual%2060297-19.pdf
- ↑ «Брошюра МТ7». Rolls-Royce. 2012. https://www.rolls-royce.com/~/media/Files/R/Rolls-Royce/documents/customers/marine/mt7-brochure.pdf.
- ↑ Кимбл Д. Маккатчен (27 октября 2014 г.).«Райт Р-3350« Циклон 18 »». Архивировано 1 августа 2016 года. Https://web.archive.org/web/20160801001759/http://www.enginehistory.org/Wright/Wright%20R-3350.pdf.
- ↑ «Разработка гибридной системы нового поколения THS II — радикальное улучшение энергетических характеристик и экономии топлива». Общество Автомобильных Инженеров. 8 марта 2004 г. http://www.sae.org/technical/papers/2004-01-0064.
- ↑ Ассоциация взаимодействия, 1987 г.
- ↑ «Марин Трент». Справочник по гражданскому строительству.19 марта 2015 г. http://www.civilengineeringhandbook.tk/fuel-injection/marine-trent-30.html.
- ↑ «Napier Nomad». Полет. 30 апреля 1954 г. https://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1954/1954%20-%201219.html.
- ↑ «Новый Audi A8 3.3 TDI quattro: лучший TDI для класса люкс» (пресс-релиз). Audi AG. 10 июля 2000 г.
- ↑ «Боевые самолеты Джейн времен Второй мировой войны». Лондон, Великобритания: Bracken Books. 1989 г. http://www.ibiblio.org/pub/academic/history/marshall/m military/airforce/engines.текст.
- ↑ «Судовая газовая турбина LM6000». General Electric. 2016. Архивировано 19 ноября 2016 года. https://web.archive.org/web/201611101/http://www.geaviation.com/engines/docs/marine/datasheet-lm6000.pdf.
- ↑ «BMW 2.0d (N47)» (на фр). Автоинновации. Июнь 2007 г. http://www.auto-innovations.com/site/dossier5/BMWn47t28print.html.
- ↑ «Новый 5-цилиндровый дизельный двигатель Audi с турбонаддувом: первый дизельный двигатель для легковых автомобилей с прямым впрыском второго поколения».Общество Автомобильных Инженеров. 1 февраля 1990 г. http://www.sae.org/technical/papers/8.
- ↑ «DC16 078A». Scania AB. https://www.scania.com/content/dam/scanianoe/market/master/products-and-services/engines/pdf/specs/power-gen/DC1678A_620-680kW.pdf.
- ↑ «Руководство по продукции Wärtsilä 20». Wärtsilä. 14 февраля 2017 г. https://cdn.wartsila.com/docs/default-source/product-files/engines/ms-engine/product-guide-o-e-w20.pdf.
- ↑ «Четырехтактные двигатели». Человек Дизель.2015. https://marine.man.eu/docs/librariesprovider6/4-Stroke-Engines/2015-four-stroke-propulsion-engines.pdf.
- ↑ «Новый двигатель Wärtsilä 31». Технический журнал Wärtsilä . 20 октября 2015 г. http://www.wartsila.com/twentyfour7/in-detail/the-new-wartsila-31-engine.
- ↑ «Обзор технологий RTA-C». Wärtsilä. 2004. Архивировано 26 декабря 2005 года. Https://web.archive.org/web/20051226062109/http://www.wartsila.com/Wartsila/docs/en/ship_power/media_publications/brochures/product/ двигатели / rtac_tr.pdf.
- ↑ «Руководство проекта MAN B&W S80ME-C9.4-TII». Человек Дизель. Май 2014 г. http://marine.man.eu/applications/projectguides/2stroke/content/printed/S80ME-C9_4.pdf.
- ↑ «Руководство проекта MAN B&W G95ME-C9.2-TII». Человек Дизель. Май 2014. с. 16. https://marine.man.eu/applications/projectguides/2stroke/content/printed/G95ME-C9_2.pdf.
- ↑ Томас Келлнер (17 июня 2016 г.). «Вот почему последний мировой рекорд Гиннеса будет держать Францию в сиянии еще долго после того, как футбольные фанаты уйдут» (пресс-релиз).General Electric.
- ↑ «ATR: Оптимальный выбор для благоприятной окружающей среды». Avions de Transport Regional. Июнь 2001. с. Выбросы выхлопных газов двигателя PW127F. http://web.fc.fi/data/files/ATR_TheOptimumChoice.pdf.
- Библиография
Внешние ссылки
Расход топлива в зависимости от тормозов — Джим объясняет, как BSFC влияет на тепловую эффективность значение.Более широкая категория включает разработчиков деталей и тех, кто заинтересован в оценке изменений уровня мощности, связанных с деталями или модификациями. Так или иначе, любые изменения мощности (положительные или отрицательные) могут быть связаны с полнотой сгорания. И, проще говоря, BSFC тоже настроен на это. Несмотря на предыдущие обсуждения этого предмета, в этой презентации мы его немного расширим.
Теперь, хотя «Энджинология» не предназначена для включения массива математических вычислений в поддержку предоставленной информации, стоит отметить, как вычислять BSFC, потому что это поможет понять важность его числовых соотношений.В английской системе единиц расчет включает расход топлива в фунтах в час (pph) и «наблюдаемую» мощность в лошадиных силах (без поправки на атмосферное давление и температуру воздуха на входе). Арифметически, если мы разделим расход топлива на наблюдаемую мощность в лошадиных силах, единицами измерения будут фунты / лошадиная сила-час. Это академическая точка зрения.
На практике BSFC — это мера того, насколько эффективно данное количество топлива преобразуется в определенное количество лошадиных сил. В более широком смысле, это также можно рассматривать как меру эффективности сгорания, и это ключ к нашему обсуждению, но сначала мы должны включить некоторые мысли о родственном предмете.
Независимо от типа используемого топлива оно имеет определенное энергосодержание для данного объема. Это означает, что если бы мы сожгли все топливо и улавливали все тепло, выделяемое во время любого конкретного цикла сгорания, мы бы извлекли максимальное количество потенциальной мощности. Однако, к сожалению, двигатель внутреннего сгорания не является эффективным. И хотя вы можете ожидать, что определенная доля энергии будет потеряна для выхлопных систем и систем охлаждения, они могут работать в диапазоне 20-25 процентов потерь для каждой системы, в лучшем случае.
Эти проценты нередко бывают выше. Таким образом, цель создания, модификации или настройки гоночного двигателя — минимизировать эти неизбежные потери. Например, тепловые покрытия, предназначенные для уменьшения потерь тепла в систему охлаждения, представляют собой попытки увеличить количество энергии, сосредоточенной в пространстве сгорания. То же самое относится к покрытию основных компонентов выхлопной системы, таких как коллекторы. Имеет смысл.
Другими словами, мы говорим об улучшении «теплового КПД» двигателя за счет минимизации тепловых потерь, особенно в системах охлаждения и выхлопа.Когда это будет достигнуто, мощность будет увеличиваться, и нам нужен способ оценить, что происходит в камере сгорания. Это подводит нас к завершению и возвращает нас к использованию BSFC в качестве критерия. Если не считать проведения анализов давления в цилиндрах, которые сравнительно дороже и сложнее, чем рассмотрение данных BSFC, как мы это делаем?
Сначала рассмотрим практический пример. Предположим, мы оцениваем гоночную силовую установку, работающую на бензине, на динамометрическом стенде двигателя. При полностью открытой дроссельной заслонке, полной нагрузке и постоянных оборотах (с использованием гоночного газа) «химически правильный» базовый BSFC некоторое время назад считался равным 0.500 фунтов расхода топлива на мощность в час.
По мере того, как производители двигателей и модификаторы совершенствовали способы повышения как термической эффективности, так и эффективности сгорания с помощью методов, которые включали формы камеры сгорания, конструкцию днища поршня, эффективность выхлопной системы и связанные с этим области, исходный «стандарт» для бензина снизился до уровня чуть севернее. 0,400. Это означало, что улучшенное сгорание позволяло тому же количеству топлива производить увеличение мощности — например, повышалась эффективность сгорания.В результате был сокращен BSFC.
Вот здесь, может быть, стоит кое-что отметить. Допустим, у нас есть два двигателя примерно одинаковой мощности. То есть их соответствующие кривые крутящего момента и мощности очень похожи. Это случается с некоторой частотой. Тем не менее, один демонстрирует кривую BSFC со значениями ниже, чем другой двигатель. Оказывается, тот, у кого более низкая кривая BSFC, будет ускоряться быстрее, чем другой, оказавшись на трассе, при прочих равных. Он также будет более чувствителен к изменениям, влияющим на эффективность сгорания, и, скорее всего, потребует меньшего общего времени зажигания, чтобы работать наилучшим образом.Также будет выше экономия топлива на трассе. Но мы отвлеклись.
В целом, есть некоторая правда, и, похоже, было небольшое недоразумение относительно того, что на самом деле указывают данные BSFC. Например, если двигатель испытывает чрезмерное (возможно, даже некоторое) загрязнение сгорания от остатков (выхлопных газов), оставшихся в пространстве сгорания во время последующих событий сгорания, данные BSFC обычно увеличиваются в числовом выражении.
В таких случаях температура выхлопных газов (EGT) имеет тенденцию к снижению.Это часто сопровождается необходимостью дополнительного топлива и большего времени зажигания, чтобы попытаться решить проблему. Подобные условия просто означают, что проблема загрязнения требует исправления.
Один подход, который я наблюдал несколько лет назад и который оказался полезным, — это следующий метод использования BSFC в качестве инструмента. Поскольку двигатель имеет тенденцию к наиболее эффективному сгоранию при максимальном крутящем моменте или близком к нему, выполнение начальных испытаний искры и калибровки топлива при максимальном крутящем моменте позволит сэкономить на износе дорогостоящего двигателя (или даже не такого дорогого).Есть причина, по которой BSFC имеет тенденцию быть численно самой низкой на данный момент, но мы вернемся к этому через мгновение.
Используя этот метод, можно свести к минимуму нагрузку на двигатель при испытаниях, но сделать возможным точное определение наилучшего (самого низкого) BSFC путем раздельной регулировки искры и топлива. Во-первых, найдите лучшую настройку искры. Затем вы можете регулировать расход топлива до определения самого низкого BSFC без потери мощности. Достаточно просто.
В идеале вы хотели бы создать «плоскую» кривую BSFC, но это не совсем возможно.Что вы можете сделать, так это работать над установлением этого условия, используя в качестве цели значение BSFC при пиковом крутящем моменте. Однако пара условий влияет на любую попытку «сглаживать» кривую BSFC. Среди них тот факт, что при оборотах двигателя ниже пикового крутящего момента увеличивается количество времени для тепловых потерь в системе охлаждения и связанных с ней частях и каналах. И особенно если в двигателе используется карбюратор, качество заправки воздухом / топливом, как правило, страдает от менее эффективного распыления (смешивания) на этих оборотах двигателя, чем при более высоких оборотах.
Помимо максимального крутящего момента, существует проблема механического разделения воздуха и топлива, о чем свидетельствует соответствующее повышение значений BSFC. Другими словами, соответственно снижается эффективность сгорания. Кроме того, в более высоких диапазонах оборотов, несмотря на увеличение количества тепла, которое в противном случае может быть использовано при сгорании, высокие обороты сокращают время, доступное для передачи этого тепла, что приводит к потере мощности.
Вот и все. Учитывая современные технологии и оборудование, доступные для оценки и количественной оценки процесса сгорания, использование анализа BSFC стало своего рода методом настройки или модификации гоночного двигателя для «бедняков», но он работает и намного более экономичен, чем некоторые другие методы.Просто имейте в виду, что это также может быть полезно при оценке частей модификаций, связанных с процессом сгорания. Хотя об этом уже упоминалось ранее, этот метод может быть ценным подходом к определению наилучшего пакета компонентов двигателя и уровня настройки, прежде чем вы отправитесь на трассу.
Расход топлива в зависимости от экономии топлива
Рис. 1. Это пример наклейки, которая может быть на автомобиле, чтобы указать экономию топлива. Красный крестик — это расход топлива. [1]Расход топлива и Экономия топлива — это две фразы, которые иногда используются как синонимы, но имеют очень разные значения.Основное различие заключается в расходе топлива: обсуждает, сколько топлива потребляет автомобиль, чтобы проехать определенное расстояние, а экономия топлива измеряет , какое расстояние у автомобиля заканчивается без топлива. Следовательно, они имеют обратную зависимость от . [2] Хотя значения схожи, стоит отметить небольшое различие: [3]
- Расход топлива — это количество топлива, которое расходует автомобиль, чтобы проехать определенное расстояние. Он выражается в литрах на сто километров, или в странах, использующих имперскую систему мер, в милях на 100 галлонов.Например, Volkswagen Golf TDI Bluemotion имеет один из лучших показателей расхода топлива: ему требуется всего 3,17 литра, чтобы проехать 100 километров. [4] Следовательно, чем меньше значения, тем лучше рейтинг.
- Экономия топлива измеряется в милях на галлон [2] (или в электромобилях в милях на галлон бензинового эквивалента (MPGe)) и относится к тому, как далеко может проехать автомобиль, используя заданное количество топлива. Поскольку это величина, обратная расходу топлива, у больше значение , тем лучше рейтинг.Иногда используется термин топливная экономичность. Важно отметить, что это разговорный термин, который используется вместо экономии топлива. Однако истинная топливная эффективность должна быть выражена в процентах, которые измеряют, сколько топлива используется для движения автомобиля по сравнению с общим количеством впрыснутого топлива. [5]
Для дальнейшего чтения
Список литературы
Что такое удельный расход топлива? (с иллюстрациями)
Удельный расход топлива, сокращенно SFC, сравнивает соотношение топлива, используемого двигателем, с определенной силой, такой как количество мощности, производимой двигателем. Он позволяет сравнивать двигатели всех размеров, чтобы определить, какой из них наиболее экономичен. Это позволяет производителям видеть, какой двигатель будет потреблять меньше топлива, но при этом вырабатывать большую мощность.
Существуют различные типы SFC: TSFC, удельный расход топлива тяги, и BSFC, удельный расход топлива при торможении, являются двумя наиболее распространенными.TSFC смотрит на расход топлива двигателя по отношению к выходной тяге или мощности двигателя. Например, можно сравнить авиационные двигатели, чтобы увидеть, какие из них будут производить наибольшую тягу при использовании наименьшего количества топлива.
TSFC выражается в количестве топлива, необходимом для обеспечения определенной тяги в течение определенного периода времени.Эта формула записывается в фунтах топлива на час тяги. Однако у этой формулы есть недостатки. Самый экономичный двигатель не всегда может быть лучшим выбором. Более легкий двигатель может сократить потребность в большем количестве топлива для его питания и, таким образом, будет лучшим выбором, даже если более тяжелый двигатель имеет более низкий TSFC.
BSFC используется для расчета и сравнения топливной экономичности поршневого двигателя.Возвратно-поступательный двигатель — это тип двигателя, в котором поршни используются для создания движения, приводящего в действие двигатель. Самый распространенный тип — это двигатель внутреннего сгорания, который сегодня встречается в большинстве автомобилей.
Формула для измерения BSFC — это соотношение количества топлива к мощности.Расход топлива выражается как расход топлива двигателем в граммах в секунду, а мощность выражается как количество мощности, производимой двигателем, в ваттах. Окончательный ответ для расчета BSFC обычно выражается в граммах на киловатт-час.
У удельного расхода топлива есть свои преимущества, но есть и недостатки.Хотя он позволяет сравнивать двигатели всех размеров, в результате чего получается диаграмма, показывающая наиболее эффективный двигатель, он также может не учитывать другие важные факторы. Конструкция двигателя, то, для чего он будет использоваться, и где он будет использоваться, — все это влияет на производительность двигателя, а удельный расход топлива может сделать только обоснованное предположение, какой двигатель будет работать лучше всего.
