Aspekt energetyczny działania komór spalania okrętowych turbinowych silników spalinowych

• Autorzy: Girtler Jerzy
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono zmodyfikowaną propozycję wartościowania (ilościowego określenia) działania komór spalania turbinowych silników spalinowych z uwzględnieniem zachodzących w nich oddziaływań energetycznych. Propozycja ta uzupełnia i uściśla rozważania zawarte w publikacji [4]. Przedstawione rozważania bazują na fakcie, że w komorach spalania tego rodzaju silników spalinowych zachodzi przekształcanie energii chemicznej zawartej w dostarczonym do niej paliwie (ściślej – energii chemicznej zawartej w mieszaninie paliwowo-powietrznej powstałej w tej komorze) na energię wewnętrzną spalin i związaną z nią ich energię ciśnienia powstających podczas spalania paliwa. Ta forma przemiany energii została nazwana ciepłem (Q). Ciepło Q odniesione do jednostki czasu t spalania paliwa zostało nazwane strumieniem ciepła (Q). Przyjęto także, że w przestrzeniach między łopatkowych wirnika turbiny zachodzi proces zamiany części energii wewnętrznej spalin, ale tylko tej, którą jest energia kinetyczna ich cząstek będących w ruchu cieplnymi (czyli energia termiczna) i wynikającą z niej energię ciśnienia na energię kinetyczną ruchu obrotowego tegoż wirnika. Zwrócono uwagę, że proces ten może być nieprawidłowy, w przypadku niewłaściwego działania komory spalania. Działanie komory spalania turbinowego silnika spalinowego zostało w tym artykule zinterpretowane, jako przetwarzanie energii chemicznej spalanego paliwa na energię wewnętrzną powstających spalin w ustalonym czasie. Wartościowanie tak rozumianego działania komór spalania tego rodzaju silników spalinowych, zaproponowane w tym artykule, polega na określeniu ilościowym tego działania za pomocą wielkości fizycznej, którą cechuje wartość liczbowa z jednostka miary nazwana dżulosekundą [dżul x sekunda]. Do oceny procesu pogarszania się działania komór spalania dowolnego turbinowego silnika spalinowego zaproponowano podejście statystyczne, w którym zastosowano estymację przedziałową wartości oczekiwanej E(Qt) ciepła w chwili t oraz modele deterministyczny i probabilistyczny oceny działania komory spalania, przy czym do opracowania modelu probabilistycznego zastosowano jednorodny proces Poissona. Wspomniane ciepło jest interpretowane jako forma (sposób) przemiany w komorze spalania silnika energii chemicznej mieszaniny paliwowo-powietrznej na energię wewnętrzną i związanej z nią energię ciśnienia spalin uzyskaną podczas spalania w niej paliwa.

Słowa kluczowe

PL

ciepło; działanie; energia; komora spalania; proces stochastyczny; statystyka; turbinowy silnik spalinowy; zmienna losowa

EN

heat; action; energy; combustion chamber; stochastic process; statistics; gas turbine engine; random variable

• Wydawca: Faculty of Ocean Engineering and Ship Technology, Gdańsk University of Technology
• Czasopismo: Journal of Polish CIMEEAC
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 17, no 1
• Strony: 44--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys.

Twórcy

autor

Girtler Jerzy

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa, Zakład Siłowni Okrętowych

Bibliografia

• 1. Dzida M.: Identyfikacja przyczyn niestacjonarności oraz niestabilności temperatury i ciśnienia gazów za komorą spalania turbiny gazowej. Monografie 16. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2000.
• 2. Dzida M., Girtler J.: Operation evaluation method for marine turbine combustion engines in terms of energetics. Polish Maritime Research. - Vol. 23, No. 4(92), 2016, s. 67-72.
• 3. Delventhal K.M., Kissner A., Kulick M.: Matematyka. Kompendium. Świat Książki, W-wa 2005.
• 4. Girtler J.: Energetyczne ujęcie działania komór spalania okrętowych silników spalinowych tłokowych i turbinowych. Journal of Polish CIMAC, Vol. 13, No 1/4, s.1-9, 2018.
• 5. Girtler J.: Possibility of valuation of operation of marine diesel engines. Journal of POLISH CIMAC, Vol 4, No 1, 2009.
• 6. Girtler J.: Energy-based aspect of operation of diesel engine. COMBUSTION ENGINES No 2/2009 (137).
• 7. Girtler J.: Method of evaluation of lubricating ability of lube oils, diesel oils and heavy fuel oils in energetistic formulation. Journal of Polish CIMEEAC, Vol. 5, No 1, 2010.
• 8. Girtler J.: The semi-Markov model of energy state changes of the main marine internal combustion engine and method for evaluating its operation during ships voyage. Polish Maritime Research., Vol. 18, nr 4, 2011, s. 36-42.
• 9. Girtler J.: Possibility of defining theoretical operation for diesel engines in energy terms. Combustion Engines (Silniki Spalinowe), 2011, nr 3, s. 1-9[pdf].
• 10. Girtler J.: The method for determining the theoretical operation of ship diesel engines in terms of energy and assessment of the real operation of such engines, including indicators of their performance. Journal of POLISH CIMAC. - Vol. 6, no. 1 (2011), s. 79-88.
• 11. Girtler J.: Energetyczny aspekt diagnostyki maszyn. Diagnostyka. Nr 1(45), 2008, s.149-156.
• 12. Girtler J.: Quantitative interpretation of energy-based systems and index of their reliability. Journal of Polish CIMAC. Vol 3, nr 1, 2008, s.87-94.
• 13. Girtler J.: Conception of valuation of combustion engine operation. Journal of KONES Powertrain and Transport. Vol. 15, nr 2, 2008, s. 89-96.
• 14. Girtler J.: Necessity for and possibility of application of the theory of semi-Markov processes to determine reliability of diagnising systems. . Journal of POLISH CIMAC. - Vol. 7, No. 2 (2012), s. 45-54.
• 15. Girtler J.: The issue of quantum in empirical research on machines and other power systems. Journal of POLISH CIMAC. - Vol. 7, No. 1 (2012), s. 57-66.
• 16. Kingman J.F.C.: Procesy Poissona. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.
• 17. Krzysztofiak M., Urbanek D.: Metody statystyczne. PWN, Warszawa 1979.
• 18. Nareznyj Z.G., Sudarev A.W.: Kamery sgorania sudowych gazoturbinnych ustanowok. Sudostroenie, Moskwa 1973.
• 19. Pabis S.: Metodologia i metody nauk empirycznych. PWN, Warszawa 1985.
• 20. Pawłowski Z.: Statystyka matematyczna. PWN, Warszaw 1980.
• 21. Piotrowski J.: Podstawy miernictwa. WNT, Warszawa 2002.
• 22. Plucińska A., Pluciński E.: Probabilistyka. Rachunek prawdopodobieństwa, statystka matematyczna, procesy stochastyczne. WNT, Warszawa 2000.
• 23. Polański Z.: Planowanie doświadczeń w technice. WNT, Warszawa 1984.
• 24. Rosłanowski J.: Identification of ships propulsion engine operation by means of dimensional analysis. Journal of POLISH CIMAC, Vol. 4, No 1, 2009.
• 25. Rudnicki J.: Loads of ship main diesel engine in the aspect of practical assessment of its operation. Journal of POLISH CIMACE, Vol. 3, No 1, 2008.
• 26. Rudnicki J.: On making into account value of operational applied to ship main propulsion engine as an example. Journal of POLISH CIMAC, Vol. 4, No 1, 2009.
• 27. SudarevA.W., Majev V.A.: Kamiery sgorania gazoturbinnych ustanowok. Itensyfikacja gorenia. Nedra, Leningrad 1990.
• 28. Informator European Gas Turbine Limited. England. Publication No.108/1997.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).