Требования к отчету по лабораторной работе
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам
по дисциплине «Рабочие процессы, конструкция, основы расчета тепловых двигателей и энергетических установок» (часть 1)
для студентов специальности 230100.04 «Сервис и техническая эксплуатация транспортных и технологических машин и оборудования (нефтегазодобыча)» очной и заочной форм обучения.
Тюмень 2004
Утверждено редакционно-издательским советом
Тюменского государственного нефтегазового университета
Составитель: Штайн Геннадий Вольфович, к.т.н., доцент
ãгосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет» 2010г.
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания составлены для студентов всех форм обучения, изучающих учебные дисциплины «Автомобильные двигатели», «Теория, расчет и конструкция тепловых двигателей и энергетических установок». Указания содержат описание и методику выполнения лабораторных работ, требования по технике безопасности, представлены контрольные вопросы для защиты работ.
Подготовка к лабораторным работам
Для успешного выполнения лабораторных работ и их защиты студенту необходимо заблаговременно знать тему работы, подробно изучить теоретический материал, подготовить необходимые расчетно-графические принадлежности. Все необходимые графические расчеты и построения выполняются на миллиметровой бумаге формата А3, А4. В случае пропуска студентом лабораторной работы по уважительным причинам, ее отработка производится в конце семестра. При проведении лабораторной работы каждый студент должен иметь методические указания.
Требования по технике безопасности при проведении лабораторных работ
В начале семестра проводится вводный инструктаж студентов по общим правилам техники безопасности в лаборатории. Перед выполнением очередной лабораторной работы преподаватель проводит краткий инструктаж по условиям проведения работы.
В дополнение к существующим в лаборатории правилам по технике безопасности необходимо соблюдать следующие требования:
1. Каждый студент должен точно знать свои действия по командам и сигналам руководителя занятий.
2. Пуск лабораторной установки осуществляется с разрешения учебного мастера или руководителя занятий, которые обязаны проверить готовность установки к работе.
3. За работающей установкой необходимо вести постоянное наблюдение, строго выполнять инструкцию по эксплуатации, прислушиваться к характерным шумам.
4. В аварийных случаях и при возникновении пожара установка останавливается немедленно, даже под нагрузкой
5. Если установка с двигателем для испытания при выключенной подачи топлива продолжает работать и увеличивает частоту вращения, для его остановки необходимо перекрыть доступ воздуха в цилиндры.
6. При проведении испытаний студенты должны находиться на своих рабочих местах и выполнять действия, указанные руководителем занятий.
7. В случае перегрева двигателя, а также при заметном падении давления масла двигатель необходимо разгрузить, перевести на режим холостого хода и после снижения температурного режима остановить.
8. Категорически запрещается:
- протирать ветошью движущиеся части двигателя, а также одевать или снимать спецодежду вблизи них;
- курить, работать с открытым огнем в помещении лаборатории;
- проводить испытания при наличии обнаруженных неисправностей.
Требования к отчету по лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе оформляется на стандартных листах формата А4 или миллиметровой бумаге того же формата и должен содержать:
- схему лабораторной установки;
- протокол испытаний;
- результаты расчетов;
- необходимые графики (диаграммы);
- выводы по работе.
Отчет должен выполняться аккуратно с соблюдением правил и требований ЕСКД. Схемы и графики выполняются только вручную карандашом.
При проведении расчетов необходимо использовать разумное число значащих цифр.
При построении графиков по результатам расчетных и экспериментальных данных необходимо руководствоваться следующими правилами.
Графики вычерчиваются карандашом на миллиметровой бумаге или с использованием компьютерной графики с привязкой к сетке. Соотношение толщин линий принимаются: графические зависимости (прямые или кривые линии) – S; координатные оси и обозначения – S/2; сетка – S/4. На координатные оси наносятся обозначения величин и их единицы измерения. При расположении на одном графике несколько кривых применяются дополнительные координатные оси. Каждая кривая должна быть обозначена условным индексом. В случае, когда кривые на графике расположены близко друг к другу, допускается начертание их сплошной линией, пунктирной, штрих пунктирной. Экспериментальные и расчетные точки должны быть обозначены соответствующими значками: D, *, ·, ¨, 
.
Для построения кривых берутся такие масштабы, при которых отчетливо виден характер изменения рассматриваемых параметров. Масштабы следует выбирать так, чтобы рационально использовать поле формата, не допуская скученности и излишнего пересечения линий. Построения выполняются таким образом, чтобы плавная линия проходила вблизи возможно большего числа точек. Соединение точек прямыми отрезками, образующими ломаную линию не допускается. Линии не должны закрывать собой экспериментально полученные точки. Экспериментальные точки для различных линий на графике должны иметь разное обозначение (см. рис.1). Отчет составляется каждым студентом и защищается.
Рис.1. Пример оформления графиков
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.Индицирование теплового двигателя. Индикаторные диаграммы
Цель работы: 1. Научиться обрабатывать индикаторные диаграммы по результатам эксперимента.
2. Уметь строить свернутую индикаторную диаграмму.
Последовательность выполнения работы
Общие положения. Индицирование теплового двигателя с целью анализа процессов рабочего цикла производится на испытательном стенде с использованием специальной аппаратуры, включающей чувствительный датчик (воспринимающий давление газов в цилиндре), электрический преобразователь (усилитель) и измерительный прибор (осциллограф).
Схема стенда для индицирования теплового двигателя представлена на рис.2.
 |
Рис.2. Схема стенда для индицирования теплового двигателя:
1- датчик давления газов; 2- усилитель; 3- блок питания; 4- осциллограф
На рис. 3а представлена развернутая индикаторная диаграмма дизеля Д-21А, используемого в составе дизель-электрических установок. На диаграмме представлены также термограмма температуры газов в цилиндре и линия отметок ВМТ.
Как известно, в учебных целях для анализа рабочего цикла достаточно широко используется свернутая индикаторная диаграмма (применяется при выполнении теплового расчета двигателя в курсовой работе).
Построение свернутой индикаторной диаграммы в координатах
(p- 
) производится на миллиметровой бумаге формата А4 в следующей последовательности:
1. Увеличивается в масштабе с учетом значений величины давления газов (p, МПа) и угла поворота коленчатого вала ( , оп.к.в.) развернутая диаграмма, полученная индицированием двигателя по результатам эксперимента (рис. 3б, рис. 4а).
2. Проводятся координатные оси и принимается масштаб.
pmax=8,30 МПа; 
; Vn(S)=110 мм; 
.
3. Строится полуокружность радиусом R=S/2=55мм (S – ход поршня двигателя Д-21А) под координатными осями (см. рис. 3б).
4. От центра полуокружности (т.О) в сторону Н.М.Т. откладывается так называемая поправка проф. Брикса Ф.А. (т.О1), равная R× 
,
где 
, lш – длина шатуна; R – радиус кривошипа.
мм.
5. Полуокружность делят лучами из центра (т.О) на 6 частей с интервалом 30о, а из центра Брикса (т.О1) проводят линии, параллельные этим лучам. Из точек, полученных на полуокружности проводят вертикальные линии, определяющие положение точек давления газов на индикаторной диаграмме.
6. Построение диаграммы (см. рис.4) начинается от В.М.Т. с процесса впуска, проходящего ниже линии атмосферного давления p0=0,1 МПа и далее в последовательности протекания процессов цикла.
7. Полученная свернутая индикаторная диаграмма (рис.4б) обрабатывается и используется на следующих лабораторных работах.
а.
Рис.3. Развернутая индикаторная диаграмма дизеля Д-21А:
а - по результатам эксперимента;
б – в увеличенном масштабе;
1- диаграмма давления газов в цилиндре;
2 - диаграмма температуры газов в цилиндре; 3 - линия отметок В.М.Т.
б.
Рис. 4. Построение индикаторной диаграммы (свернутой) в координатах:
p – V(S):
а - развернутая индикаторная диаграмма; б - свернутая индикаторная диаграмма
Перемещение поршня пересчитывается по формул:
.