Методы расчета элементов топливной аппратуры при низких температурах

Тяжелые углеводороды парафиновой и ароматической групп в летнем дизельном топливе занимают около 57%. Температура плавления этих углеводородов находится в пределах от -13 0С до -2 0С. По данным табл. 2.12 нами построена интегральная кривая (рис. 4.1) застывания углеводородов дизельного топлива в зависимости от температуры окружающей среды.

Рис.4.1.Интегральная кривая застывания углеводородов дизельного топлива

Анализ интегральной кривой позволяют сделать выводы:

с понижением температуры окружающей среды от 28 0С до 0 0С количество кристаллов твердых углеводородов плавно нарастает и при t=00C составляет около 25% в единице объема топлива.

при температуре окружающей среды t=0 .-5 0C интенсивность образования кристаллов резко нарастает. При температуре t=-5 0C около 50% углеводородов дизельного топлива из жидкого состояния переходят в кристаллическую фазу, чем и объясняется помутнение топлива.

при дальнейшем понижении температуры окружающей среды от t=-5 0C до t=-13 0C наблюдается резкий переход дизельного топлива из жидкого состояния в твердое. При t=-13 0C около 86% углеводородов дизельного топлива находятся в кристаллическом состоянии.

при дальнейшем понижении температуры от t=-13 0C до t=-28 0C наблюдается замедленный рост кристаллов в дизельном топливе. При температуре t=-28 0C около 98% углеводородов находится в твердом состоянии.

Для определения минимальной температуры топлива [92-98], при которой возможна работа топливной системы дизеля, воспользуемся уравнениями неразрывности потока и Бернулли для реальной жидкости. Рассмотрим линию всасывания топливной системы дизеля, работающего по традиционной схеме, когда ФГО расположен перед ТПН. В этом случае уравнение Бернулли будет иметь следующий вид

где Z1, Z2 — высота расположения выхода из топливного бака и входа в

ТПН, отсчитанная от произвольной горизонтальной плоскости сравнения;

Н — высота столба топлива в баке;

a1, a2 — коэффициенты Кориолиса в рассматриваемых сечениях;

J1, J2 — средние скорости потока топлива в рассматриваемых сечениях;

g — ускорение свободного падения;

r — плотность топлива;

åh — суммарные потери напора между рассматриваемыми сечениями;

Рвак — вакуумметрическое давление, создаваемое ТПН.

Уравнение неразрывности потока будет выглядеть следующим образом

где w1, w2 — площади потока в рассматриваемых сечениях; Q – расход топлива через ТПН.

Условие обеспечения работоспособности линии низкого давления дизеля с учетом уравнений (4.1) и (4.2), а также тем, что коэффициент Кориолиса для ламинарного движения в трубах равен 2.0, можно записать следующим образом

Суммарные потери напора складываются из потерь напора по длине трубопроводов åhдл и потерь от местных сопротивлений åhм

Потери напора по длине трубопроводов определяются по формуле