DSCN3828

efektywna moc silnika, reszta zaś jest tracona. Zestawienie strat ciepła w porównaj*, do ciepła dostarczanego do silnika jest nazywane bilansem cieplnym silnika. Jeżeli bilans ten dotyczy strat ciepła całego silnika, nosi nazwę bilansu zewnętrznego.

Jeżeli zaś bilans dotyczy rozdziału ciepła wewnątrz, w cylindrze, nosi nazwę bilansu wewnętrznego.

Zewnętrzny bilans cieplny jest oparty na pomiarach energii mechanicznej i energii cieplnej oddawanej przez silnik. Ogólne równanie bilansu zewnętrznego ma postaó.

9«>pcJ/hj    <2l)

gdzie:

Qo — ciepło dostarczone do silnika w wyniku spalania paliwa w kJ/h,

Q_e — ciepło efektywne zamieniane na pracę użyteczną w kJ/h,

Qch — straty wynikające z konieczności chłodzenia silnika w kJ/h,

Q_w —■_ straty wylotu w kJ/h,

On — straty niecałkowitego lub niezupełnego spalania w kJ/h,

Q_r — inne straty w kJ/h.

Wykres ilustrujący zewnętrzny bilans cieplny silnika przedstawiono na rysunku 9. Wykres ten, zwany wykresem Sankey'a, obrazuje drogi, którymi energia dostarczana w paliwie przedostaje się na zewnątrz silnika. Jeżeli całkowite ciepło, pochodzące ze spalania paliwa, obliczane z zależności

C2»

gdzie:

G_e — godzinowe zużycie paliwa kg/h,

W — wartość opałowa paliwa w kJ/kg, określamy jako 100%, to

ioo*    (23)

gdzie (w przypadku silników lotniczych) CU stanowi 24......28%, Q<*»—

32...30%, Q_w+Q„ — 36...40%, Q_r — 8%.

tron a 20

ZZżiPOi.Y i \APBUO'j'JZ

-
	1	Rys. 9. Schemat bilansu cieplnego
	1 V	silnika spalinowego Q0 — ciepło dostarczane do silnika, Qc*>—
	V f.	— straty przy spalaniu, Q,— straty różne
	S-	(inne), Q, — ciepło zamieniane na efektywną
		pracę

*trź9%

Wyjaśnienia wymaga zjawisko niecałkowitego i niezupełnego spalania:

>    spalanie niecałkowite występuje wtedy, gdy zbyt wysoka temperatura powoduje wydzielanie się, z węglowodorów (benzyny) węgla, którego spalanie jest znacznie powolniejsze; objawem spalania niecałkowitego jest dymienie silnika oznaczające, że w spalinach znajdują się niespalone sadze;

>    spalanie niezupełne występuje wtedy, gdy silnik pracuje na zbyt bogatej lub zbyt ubogiej mieszance; czas spalania zbyt ubogiej lub zbyt bogatej mieszanki jest dłuższy niż mieszanki właściwej, wskutek czego obniżenie temperatury spowodowane rozprężeniem i wydalaniem spalin z cylindra przerywa proces spalania przed jego zakończeniem, w wyniku czego w spalinach znajduje się znaczna ilość tlenku węgla (CO) zamiast dwutlenku węgla (CO2),

.Inne straty" Q_r oznaczają te czynniki, które trudno jest jednoznacznie określić, a ich wpływ w całym bilansie cieplnym jest nieduży. Do strat tych należą:

>    straty ciepła powstałe w wyniku tarcia,

>    ciepło tracone przez promieniowanie,

>    ciepło równoważne energii kinetycznej spalin.

Wewnętrzny bilans cieplny jest określony rozdziałem ciepła bezpośrednio w cylindrze, i opiera się na dokładnie sporządzonym wykresie indykatorowym. Bilans ten pozwala na bardziej wnikliwe badanie pracy silnika i różnych czynników wpływających na tę pracę. Samo zaś sporządzanie bilansu jest znacznie trudniejsze ze względu na konieczność posiadania odpowiedniej aparatury pomiarowej. Wewnętrzny bilans cieplny można przedstawić w formie zależności:

36 «= <?,+<?«-M&.+OC    -    04)

gdzie:

Qt — ciepło użyteczne w kJ/h,

Strona 21