ГОСТ 8002-2020. Межгосударственный стандарт. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Воздухоочистители. Методы стендовых безмоторных испытаний

Приложение Г

(рекомендуемое)

 

ПРИМЕР ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

 

Г.1 Двигатель - автомобильный, четырехтактный, восьмицилиндровый.

Номинальный расход воздуха Q_ном = 490 м³/ч.

Воздухоочиститель - тип I (инерционно-масляный), внутренний диаметр выходного отверстия воздухоочистителя D = 70 мм. Количество заливаемого масла m_м = 1000 г.

Условия испытаний

Атмосферные условия в помещении:

- барометрическое давление = 99,38 кПа;

- температура окружающего воздуха T = 293 К;

- плотность окружающего воздуха ;

- запыленность воздуха на входе в воздухоочиститель .

Установка для испытаний

Внутренний диаметр трубопровода перед сужающим устройством D = 80 мм.

Диаметр отверстия сужающего устройства d = 51,8 мм.

Модуль сужающего устройства .

Измерение запыленности воздуха за воздухоочистителем проводят методом частичного отбора. Измерение расхода воздуха на линии частичного отбора проводят с помощью тарированного дроссельного расходомера.

Г.2 Определение расхода воздуха на входе в воздухоочиститель

Расходы воздуха на входе в воздухоочиститель определяют по 5.10.1. Например, для испытаний воздухоочистителя на унос масла часовой расход воздуха на входе в воздухоочиститель Q_в, м³/ч, рассчитывают по формуле

 

Q_в = A·B·Q_ном = 1,0·1,1·490 = 539, (Г.1)

 

где A - коэффициент, учитывающий пульсацию воздуха во всасывающем тракте двигателя (см. таблицу 2);

B - коэффициент, зависящий от вида испытаний (см. таблицу 3);

Q_ном - часовой расход воздуха двигателем, м³/ч.

Для обеспечения расхода воздуха необходимо определить перепад давлений в сопле 10 (см. рисунок 1). Перепад давлений в сопле определяют двумя этапами. Вначале подсчитывают предварительный перепад давлений, кПа, без учета поправок на вязкость K₁, расширение и состояние воздуха перед соплом. Перепад давлений , кПа, вычисляют по формуле

 

, (Г.2)

 

где Q_в - расход воздуха, м³/ч;

- плотность окружающего воздуха, г/см³;

- исходный коэффициент расхода сопла, равный 1,049;

K₂ - поправочный множитель на шероховатость, равный 1,0028;

d - диаметр отверстия сужающего устройства, мм.

Перепад давлений, кПа, равен

 

.

 

Уточненный перепад давлений, кПа, в сопле вычисляют по формуле

 

, (Г.3)

 

где K₁ - поправочный множитель на вязкость;

- поправочный множитель на расширение;

- плотность воздуха перед соплом, кг/м³;

Устанавливают перепад , кПа (274 мм вод. ст.), и измеряют значение разрежения перед соплом h₁ = 2,423 кПа (245 мм. вод. ст.).

Вычисляют абсолютное давление перед соплом, кПа:

 

P₁ = B - h₁ = 99,395 - 2,403 = 96,992 (Г.4)

 

Плотность воздуха перед соплом .

Поправочный множитель на вязкость вычисляют с учетом числа Рейнольдса, которое вычисляется по формуле

 

, (Г.5)

 

где D - внутренний диаметр трубопровода перед сужающим устройством, мм;

- динамическая вязкость воздуха перед соплом, кг/м·с.

Для нашего случая K₁ = 0,998.

Поправочный множитель на расширение с достаточной степенью точности может быть определен по отношению и по модулю m = 0,419. Для нашего случая .

Уточненный перепад давления в сопле, кПа, обеспечивающий заданный расход воздуха на входе в воздухоочиститель, равен

 

.

 

Г.3 Значение уноса масла определяют по 6.1.

Масса воздухоочистителя до опыта m_в1 = 6270 г.

Масса воздухоочистителя после опыта m_в2 = 6269 г.

Значение уноса масла из воздухоочистителя, г, равно

 

m_в1 - m_в2 = 6270 - 6269 = 1.

 

Г.4 Определение сопротивления воздухоочистителя проводят по 6.2 на пяти расходах воздуха.

Расходы воздуха определяют в соответствии с Г.2.

Измеренные значения , кПа, приводят к нормальным атмосферным условиям по формуле

 

. (Г.6)

 

На основании полученных данных строят график зависимости приведенного сопротивления от расхода воздуха (см. рисунок Г.1).

 

 

Рисунок Г.1 - График зависимости приведенного сопротивления

от расхода воздуха

 

Г.5 Определение коэффициента пропуска пыли проводят по 6.3. Ниже приведен пример расчета коэффициента пропуска пыли для режима K_р = 1.

Расход воздуха на входе в воздухоочиститель, м³/ч:

 

Q_в = K_р·A·B·Q_ном = 490. (Г.7)

 

Расход воздуха в линии частичного отбора, приведенный к условиям входа в воздухоочиститель, м³/ч

 

, (Г.8)

 

где (см. 6.3.6.2).

Расход воздуха через сопло, м³/ч, приведенный к условиям входа в воздухоочиститель:

 

Q_с = Q_в - q = 490 - 6,4 = 483,6. (Г.9)

 

Перепад давления в сопле на трассе основного расхода воздуха вычисляют в соответствии с Г.2.

Подсчитанный таким образом перепад давлений в сопле (242) мм. вод. ст.).

Запыленность воздуха на входе в воздухоочиститель подсчитывают исходя из следующих данных.

Продолжительность опыта принимается .

Объем воздуха, прошедшего через воздухоочиститель за время опыта, м³:

 

. (Г.10)

 

За время опыта в воздухоочиститель было подано (G₁ - G₂) г пыли.

Запыленность воздуха на входе в воздухоочиститель, г/м³, вычисляют по формуле

 

. (Г.11)

 

Определяют запыленность воздуха за воздухоочистителем.

По тарировочной кривой дроссельного расходомера расход воздуха q = 6,4 м³/ч соответствует перепаду давлений в расходомере (120 мм вод. ст.).

Чтобы выдержать равенство скоростей в трубопроводе 14 (см. рисунок 1) и в устье отборной трубки 16, следует учесть различие в значениях плотности воздуха: на входе в воздухоочиститель, в месте отбора воздуха в трубе 14, перед расходомером 10 и при тарировке расходомера. Для этого необходимо определить уточненный перепад в дроссельном расходомере , предварительно экспериментально определив разрежение воздуха в месте отбора запыленного воздуха в трубопроводе 14 и перед расходомером 10.

На соответствующих расходомерах устанавливают перепады (242 мм вод. ст.) и (120 мм вод. ст.) и измеряют (183 мм вод. ст.) и h_отб = 16,667 кПа (125 мм вод. ст.).

По этим данным вычисляют условный расход q', м³/ч, необходимый для определения по тарировочной кривой :

 

(Г.12)

 

По тарировочной кривой находят (136 мм вод. ст.).

Объем воздуха, м³, прошедшего через абсолютный фильтр за время опыта, составил

 

. (Г.13)

 

Привес абсолютного фильтра за испытание g = 20,9 мг.

Запыленность воздуха на выходе из воздухоочистителя, мг/м³:

 

. (Г.14)

 

Коэффициент пропуска пыли воздухоочистителя, %:

 

. (Г.15)

 

На основании полученных данных строят график зависимости коэффициента пропуска пыли от расхода воздуха (см. рисунок Г.2).

 

 

Рисунок Г.2 - График зависимости коэффициента

пропуска пыли от расхода воздуха

 

Г.6 Определение продолжительности работы воздухоочистителя до предельного сопротивления или технического обслуживания

Подсчет расходов воздуха и перепадов на мерных расходомерах выполняют для первого испытания. В процессе испытаний выполняют корректировку перепадов на расходомерах по 6.4.4. Продолжительность опыта из условий соблюдения 6.3.7 принята равной .

После проведения испытаний на основании полученных данных строят графики зависимости и от продолжительности работы.

Обработку результатов испытаний рекомендуется проводить в табличной форме (см. таблицу Г.1).

 

Таблица Г.1

 

Номер испытания	Количество поступившей пыли в воздухоочиститель		Данные по сопротивлению		Данные по коэффициенту пропуска пыли
	за испытание m1i - m2i, г	, г	Сопротивление воздухоочистителя, приведенное , кПа	Приведенная продолжительность работы , ч	Коэффициент пропуска пыли за испытание , %	Приведенная продолжительность испытания , ч	Приведенная продолжительность работы , ч
1	2	3	4	5	6	7	8
1	126	126	В начале испытания 1,874	0	1,10	0,92	0,46
			В конце испытания 1,923	0,92	-	-	-
2	136	262	В начале испытания 1,923	0,92	1,05	0,99	1,37
			В конце испытания 1,952	1,91	-	-	-
... ...	... ...	... ...	... ...	... ...	... ...	... ...	... ...
...	...	...	...	...	...	...	...
12	138	772	В начале испытания 4,316	10,92	0,33	1,01	11,43
			В конце испытания 4,905	11,93	-	-	-
13	142	914	В начале испытания 3,944	11,93	0,30	1,04	12,44
			В конце испытания 4,905	12,97	-	-	-

 

В графах 2, 3, 4, 6 приведены данные, полученные при испытаниях, а в графах 5, 7 и 8 - расчетные.

Значение приведенной продолжительности работы, ч, необходимое для построения графика , вычисляют по формуле

 

, (Г.16)

 

где G_р - расчетная часовая подача пыли при принятых расходе и запыленности воздуха, г/ч, вычисляемая по формуле

 

. (Г.17)

 

В связи с тем, что действительная запыленность воздуха в испытаниях не остается постоянной, продолжительность испытания т, ч, пересчитывают на заданную запыленность по формуле

 

, (Г.18)

 

где - приведенная продолжительность испытания.

Значения приведенной продолжительности работы, ч, необходимые для построения графика , вычисляют по формулам:

- для первого опыта , (Г.19)

- для последующих опытов , (Г.20)

На основании полученных данных строят графики и (см. рисунок Г.3).

 

 

Рисунок Г.3

 

Продолжительность работы воздухоочистителя до предельного сопротивления 500 мм вод. ст. .

Г.7 Определение коэффициента использования масла

 

. (Г.21)

 

Г.8 Средний коэффициент пропуска пыли, %, вычисляют по формулам:

а) при использовании метода частичного отбора

 

; (Г.22)

 

б) при использовании метода фильтрации полного потока

 

. (Г.23)

 

Примечание - Для воздухоочистителей типа IVб при подсчете средневзвешенного коэффициента пропуска пыли следует дополнить множителем (1 + q_отс), где величина q_отс принимается в долях единицы.

 

 

 

 

 

УДК 621.431.73:006.354	МКС 43.060.01
Ключевые слова: двигатели внутреннего сгорания, воздухоочистители, методы стендовых испытаний