Застосування ексергетичного методу для оцінки досконалості процесів в системі наддуву дизельного двигуна

Abstract

Однією із найважливіших тенденцій розвитку сучасних бойових машин є підвищення їх мобільності як для безпеки екіпажу, так і для швидкого пересування у різних типах місцевості. Відповідність цим критеріям забезпечується двигуном бронемашини. Конкурентоспроможність вітчизняних двигунів для бронетанкової техніки має забезпечуватися створенням нових конструкцій, їх постійною модернізнацією та подальшим поліпшенням характеристик. Одним із таких двигунів виступає форсований дизель 6ДН12/2х12 з потужністю 1100 кВт. Покращення рівня його показників і форсування можливо за рахунок вдосконалення системи повітропостачання двигуна. Оцінка ефективності системи дозволяє виділити вузли, що потребують зміни конструктивних параметрів. Тож такий якісний аналіз також вказує і на доцільність, і на можливість подальшої модернізації конструкції системи. В роботі якісний аналіз турбокомпресора проведено на основі ексергетичного методу, який дозволяє виявити джерела енергетичних втрат в конструкції системи та визначає ступінь досконалості процесів. Застосування ексергетичного методу обумовлено метою визначення резервів поліпшення ефективності елементів турбокомпресора, величини підведеної ексергії та ексергетичного ККД у вузлах системи повітропостачання. За методикою побудованоексергетичну схему системи наддуву, на основі якої виведено анерго-ексергетичний баланс кожного вузла компресора. Результати аналізу дозволили визначити параметри потоку робочого тіла в характерних перетинах компресора і турбіни та ексергетичні ККД вузлів системи наддуву. Отримані розрахункові дані шляхом ексергетичного аналізу надають оцінку розподілу втрат енергії і дозволяють визначити напрямки подальшого вдосконалення системи повітропостачання і надають можливість вибору таких конструктивних параметрів, при яких досягається найбільш ефективне поліпшення показників системи.One of the most important trends of the modern combat vehicles is increasing their mobility for the security of the crew and for fast movement in different types of terrain. Compliance with these criteria is ensured by the engine of the armored vehicle. The competitiveness of domestic engines for armored vehicles should be ensured by the creation of new structures, their constant modernization and further improvement of performance. One of such engines is a forced diesel engine 6DN12/2x12 with a capacity of 1100 kW. In order to improve its performance and increase the level of forcing, it is proposed to improve the air supply system of the engine. Evaluating the effectiveness of the system can identify nodes that need changing design parameters. There-fore, such a qualitative analysis also indicates the feasibility and the possibility of further modernization of the system d esign. The qualitative analysis of the turbocharger is carried out on the basis of exergy method, which allows identifying sources of energy losses in the system design and determines the degree of perfection of processes. The application of the exergy method is due to the purpose of determining the reserves to improve the efficiency of the turbocharger elements, the magnitude of the supplied exergy and exergy efficiency in the nodes of the air supply system. According to the method, an exergy scheme of the su-percharging system was constructed, on the basis of which the energy-exergy balance of each compressor unit was derived. The results of the analysis allowed to determine the parameters of the flow of the working fluid in the characteristic sections of the compressor and turbine and exergetic efficiency of the supercharging system. The calculated data obtained by exergetic analysis provide an estimate of the distribution of energy losses and allow determining the areas for further improvement of the air supply system and providing an opportunity to choose such design parameters that achieve the most effective improvement of the system.