Расчет удельного расхода топлива как считать примеры: Методика расчета удельных норм расхода газа на выработку тепловой энергии и расчета потерь в системах теплоснабжения (котельные и тепловые сети) – РТС-тендер

Удельный расход топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ

К.т.н. А.М. Кузнецов, Московский энергетический институт (ТУ)

Удельный расход условного топлива на производство и отпуск тепловой энергии от ТЭЦ для теплоснабжения потребителей является важным показателем работы ТЭЦ.

В известных всем энергетикам учебниках [1, 2] ранее предлагался физический метод разделения расхода топлива на выработку тепла и электроэнергии на ТЭЦ. Так, например, в учебнике Е.Я. Соколова «Теплофикация и тепловые сети» приведена формула расчета удельного расхода топлива на выработку теплоты на ТЭЦ:

b_т=143/η_к._с.=143/0,9=159 кг/Гкал, где 143 — количество условного топлива, кг при сжигании которого выделяется 1 Гкал тепловой энергии; η_к._с — КПД котельной электростанции с учетом потерь тепла в паропроводах между котельной и машинным залом (принято значение 0,9). А в учебнике В.Я. Рыжкина «Тепловые электрические станции» в примере расчета тепловой схемы турбоустановки Т-250-240 определено, что удельный расход топлива на выработку тепловой энергии составляет 162,5 кг у.т./Гкал.

За рубежом этот метод не применяется, а в нашей стране начиная с 1996 г в РАО «ЕЭС России» стал применяться другой, более совершенный — пропорциональный метод ОРГРЭС. Но и этот метод также дает значительное завышение расхода топлива на выработку тепла на ТЭЦ [3].

Наиболее правильный расчет затрат топлива на выработку тепла на ТЭЦ дает метод КПД отборов, более подробно представленный в статье [4]. Расчеты, проведенные на основе этого метода, показывают, что расход топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ с турбинами Т-250-240 составляет 60 кг/Гкал [5], а на ТЭЦ с турбинами Т-110/120-12,8-5М — 40,7 кг/Гкал [6].

Рассмотрим метод КПД отборов на примере ПГУ ТЭЦ с паровой турбиной Т-58/77-6,7 [7]. Основные показатели работы такой турбины представлены в таблице, из которой видно, что ее среднезимний режим работы — теплофикационный, а летний — конденсационный. В верхней части таблицы в обоих режимах все параметры одинаковые. Отличие проявляется только в отборах. Это позволяет с уверенностью выполнить расчет расхода топлива в теплофикационном режиме.

Паровая турбина Т-58/77-6,7 предназначена для работы в составе двухконтурной ПГУ-230 на ТЭЦ в районе Молжаниново г. Москвы. Тепловая нагрузка — Q_r=586 ГДж/ч (162,8 МВт или 140 Гкал/ч). Изменение электрической мощности турбоустановки при переходе от теплофикационного режима к конденсационному составляет:

N=77,1-58,2=18,9 МВт.

КПД отбора рассчитывается по следующей формуле:

ηт=N/Q_r=18,9/162,8=0,116.

При той же тепловой нагрузке (586 ГДж/ч), но при раздельной выработке тепловой энергии в районной отопительной котельной расход топлива составит:

B_K=34,1 .Q/ηр к =34,1.586/0,9= =22203 кг/ч (158,6 кг/Гкал), где 34,1 — количество условного топлива, кг, при сжигании которого выделяется 1 ГДж тепловой энергии; η_рк. — КПД районной котельной при раздельной выработке энергии (принято значение 0,9).

Расход топлива в энергосистеме на выработку тепла на ТЭЦ с учетом КПД отбора:

где η_кс. — КПД котельной замещающей КЭС; ηо — КПД турбоустановки замещающей КЭС; η_{э с}. — КПД электрических сетей при передаче электроэнергии от замещающей КЭС.

Экономия топлива при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии по сравнению с районной отопительной котельной: В=В_к-В_т=22203-7053=15150 кг/ч.

Удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии по методу КПД отборов: b_т=В_т/Q_г=7053/140=50,4 кг/Гкал.

В заключение следует отметить, что метод КПД отборов научно обоснован, правильно учитывает происходящие в энергосистеме процессы в условиях теплофикации, прост в использовании и может найти самое широкое применение.

Литература

1. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.-Л.: Энергия, 1967. 400 с.

2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергоиздат, 1982. 360 с.

3. Кузнецов А.М. Сравнение результатов разделения расхода топлива на отпускаемые от ТЭЦ электроэнергию и тепло различными методами // Энергетик. 2006. № 7. С. 21.

4. Кузнецов А.М. Экономия топлива при переводе турбин в теплофикационный режим// Энергетик. 2007. № 1. С. 21-22.

5. Кузнецов А.М. Экономия топлива на блоке с турбиной Т-250-240 и показатели ее работы // Энергосбережение и водоподготовка. 2009. № 1. С. 64-65.

6. Кузнецов А.М. Расчет экономии топлива и показатели работы турбины Т-110/120-12,8-5М // Энергосбережение и водо подготовка. 2009. № 3. С. 42-43.

7. Баринберг Г.Д., Валамин А.Е., Култышев А.Ю. Паровые турбины ЗАО УТЗ для перспективных проектов ПГУ// Теплоэнергетика. 2009. № 9. С. 6-11.

Расход топлива погрузчика максимал на 1 моточас

Сколько топлива расходует погрузчик?

Расчет расхода топлива.

Правильный расчет нормы расхода топлива погрузчиком

Удельный расход

• Определение удельного расхода топлива.
• Расчет расхода топлива с помощью формулы для дизельного погрузчика.
• Почему производитель не всегда указывает точный расход топлива для погрузчика?

Кроме технических характеристик и функциональных возможностей покупателя погрузочной техника также интересует вопрос потребления топлива той или иной спецтехники с ДВС. Расходы на обслуживание погрузчика кроме СТО и ремонта, включают расходы на топливо, что отображается на себестоимости работ и товаров. Расходы на топливо – занимают большую часть расходных статей на обслуживание техника. Но, в отличие от автомобиля для погрузчика не существует четких норм расхода топлива на 100 км. Производитель как правило указывает этот показатель в граммах на единицу мощности. Продавцы погрузочной техники, выходя из опыта, озвучивают покупателю совершенно другие цифры, которые могут существенно отличаться от указанных производителем показателей. В чем же тут дело?

Следует разобраться в этом важном вопросе. Для начала вспомним формулу для расчета топлива на 1 моточас работы, которая имеет следующий вид:

Q = N х q / 1000 х R х k1

Q — расход топлива на один моточас

N — мощность двигателя в л.с.

Q — удельный расход топлива

R — плотность дизтоплива является константой и равна 0,85 кг/дм3

k1 — коэффициент

Попробуем определить другие показатели данной формулы. Мощность двигателя указанна в технических характеристиках производителя к данному погрузчику и измеряется в лошадиных силах. Удельный расход топлива – имеет вид данных кривой удаленного расхода топлива и зависит от типа двигателя. Данный показатель не указан в технически характеристиках, поэтому лучше всего его узнать у продавца техники. Консультант или продавец обязан располагать этими данными, так как их ему предоставляет фирма – производитель. Удельный показатель рассчитывается на основании испытаний, проводимых с двигателем в различных режимах. Наиболее важное значение в данном расчете уделяется определению коэффициента k1. Он представляет собой показатель характеризующий работу двигателя на максимальных оборотах. Данная цифра берется исходя из индивидуального режима работы техники на вашем предприятии. Как правило, при стандартных расчетах берется показатель 2,33. То есть за 100% берется полное рабочее время, из которого 30% двигатель работает на полную мощность, поэтому получаем: k1 = 70%/30% k1 = 2,33.

Нормы расхода топлива в теории и расход на практике

• Как рассчитать реальную норму расхода топлива?
• Сравнение данных заявленных производителем с реальными подсчетами.

В данном примере мы рассчитали показатель расхода топлива для погрузчика с двигателем 33, 8 л. Это стандартный погрузчик грузоподъемностью 3 тонны. Перед определением расчетных данных мы узнали у продавца данные удельного расхода топлива. Как правило, обычные покупатели, получившийся результат расчета с указанием данных полученных от продавца, предоставляют в бухгалтерию для дальнейшей обработки и расчета всех необходимых расходов по содержанию техники. Но, мы предлагаем другой подход, который позволит получить более точные показатели.

В реальности показатель расхода окажется на порядок ниже. К примеру, в стандартном режиме работы погрузчика его коэффициент k1 очень редко равен 2, 33. Безусловно, есть случаи, когда техника работает гораздо более интенсивно, но на практике это встречается крайне редко. Что касается удельного расхода топлива – q, полученные производителем данные в результате многочисленных экспериментов далеки от реальных условий работы техники. То есть в действительности двигатель испытывает гораздо меньшие нагрузки, чем во время экспериментальных условий на заводе – производителя.

Из этого следует, что не всегда указанная производителем цифра расхода топлива верна. Для того чтобы определить реальные показатели, достаточно поинтересоваться такой информацией у консультанта. Обычно, продавцы собирают подобные данные у своих клиентов и могут дать реалистичную оценку по расходу топлива на определенный тип погрузочной техники. Конечно, также следует учитывать условия работы и специфику предприятия.

Среди всех видов складского транспорта наибольшим спросом у российских компаний пользуются дизельные вилочные погрузчики. Такая тенденция неслучайна — дизельный двигатель имеет высокую мощность, подходит для тяжелых машин с грузоподъемностью более 40 тонн, сохраняет работоспособность в морозы. Кроме того, моторы от ведущих производителей эффективно очищают выхлопные газы, поэтому технику можно эксплуатировать внутри складских терминалов.

Часто выбор в пользу погрузчиков, работающих на солярке, объясняется экономическими выгодами — дизельная техника стоит дешевле бензиновых и электрических аналогов, имеет относительно низкую стоимость владения. Важнейшей характеристикой «цены владения» является расход топлива — малое потребление солярки существенно снижает общие затраты производственного процесса. Этот показатель рассчитывается производителем и указывается в таблице технических характеристик как удельный расход топлива. Правда, расчетные данные, полученные в ходе испытаний, могут разниться с практическими показателями, ведь погрузчики эксплуатируются в разных условиях. Чтобы получить реальные цифры расхода топлива за любой расчетный период (смену, месяц, квартал, год), необходимо использовать специальную методику.

Нормированный расход топлива вилочного погрузчика: математический расчет

После постановки техники на баланс предприятия бухгалтерии понадобятся расчетные данные для списания топлива. Получить эти данные можно по формуле:

Q = Nq/ (1000Rk1), где:

Q — нормативное потребление топлива в литрах на моточас;

N — мощность двигателя в лошадиных силах;

q — удельный расход топлива из расчетов производителя;

R — величина плотности солярки (0,85 кг/дм3),

k1 — соотношение периодов работы мотора в обычном и максимальном режимах.

Коэффициент k1 — это специфичный показатель рабочего процесса.

В реальности двигатель погрузчика работает на максимальных оборотах только часть смены: во время разгона машины, движения на предельной скорости, преодоления уклонов с нагрузкой, подъема грузов на максимально возможную высоту.

Например, если за смену техника работает 60% времени в обычном режиме и 40% с предельной нагрузкой, то k1 = 1,5 (60/40). Вычислив этот показатель, определить норму потребления топлива не составит труда. Возьмем китайский дизельный погрузчик BULL FD35 грузоподъемностью 3,5 тонны с японским мотором ISUZUC240 мощностью 35,4 л. с. и удельным расходом топлива 202 г/кВт*ч, который четверть смены эксплуатируется при максимальных нагрузках. Получим: Q = 35,4*202 / (1000*0,85*1,5) = 5,6 л/моточас.

Нужно отметить, что теория и практика могут различаться. У машин без обкатки или с большим пробегом расход топлива увеличивается в сравнении с расчетными показателями. Кроме того, потребление солярки повышается, если техника эксплуатируется в режиме предельных нагрузок.

Дизельные погрузчики с оптимизированным расходом топлива: решения производителей

Основные параметры, влияющие на потребление топлива вилочного погрузчика, — это мощность мотора, удельный расход топлива и фактические нагрузки в течение смены. То есть определить примерные затраты можно еще на этапе выбора техники.

К слову, при покупке погрузчика важно учитывать не только его экономичность, но и производительность. Задачей покупателя является выбор техники, которая быстро и точно оперирует грузами без лишних топливных затрат.

Нормы расхода топлива погрузчика: как рассчитать правильно

Таким требованиям отвечают погрузчики с усовершенствованной гидравликой. Например, при наличии гидравлической системы высокого давления техника имеет увеличенную скорость подъема/спуска груженых вил. Если гидравлика оснащена сдвоенными насосами, подъемное оборудование и рулевое управление машины работают независимо друг от друга. Также эффективным инженерным решением является гидравлический насос с периодической подачей масла в гидросистему.

Ведущие производители вилочных погрузчиков внедряют инновации в каждое поколение техники, улучшая эксплуатационные характеристики своей продукции. В последнее время с признанными мировыми лидерами успешно конкурирует Китай. К примеру, по расходу топлива и производительности китайские вилочные погрузчики Bull, изготовленные на заводах авторитетного концерна Heli, сопоставимы с европейскими, американскими и японскими одноклассниками. При этом машины стоят гораздо дешевле, что привлекает российских потребителей.

Все статьи

Правильный расчет нормы расхода топлива погрузчиком

Один из самых главных вопросов, с которым сталкивается любой владелец данной техники. Иногда производитель четко указывает расход топлива на единицу измерения мощности (лошадиные силы или киловатты) в граммах. Найти эту информацию можно в таблице технических характеристик погрузчика. Однако при всей своей полезности, она не дает четкого представления о том, сколько же потребуется горючего для работы.

Как определить норму расхода за 1 моточас?

Она рассчитывается следующим образом:

Q = Nq/(1000Rk1), где:

• N — мощность силового агрегата;
• q — показатель удельного расхода топлива погрузчиком;
• R — плотность топлива (дизельного). Обычно принимается на уровне 0,85 кг/дм3;
• k1 — выраженное в процентах соотношение времени работы при максимальной частоте вращения коленвала.

Мощность силового агрегата, а также удельный расход горючего можно узнать из инструкции по техническому обслуживанию. Данные в нее внесены в виде графика. Строится он специалистами завода-производителя. Основой при этом выступают результаты испытаний в разных режимах.

НОРМЫ РАСХОДА ТОПЛИВА для автопогрузчиков и фронтальных погрузчиков

На практике максимальной частоты вращения силового агрегата достичь очень просто — выжать педаль газа до упора. В результате погрузчик ускоряется, преодолевает подъем с грузом, поднимает его на предельно допустимую высоту и все это, заметьте, на максимальной скорости. Разумеется, в таком режиме погрузчик будет работать лишь часть смены. Поэтому необходимо применение коэффициента, обозначенного как k1: он характеризует работу на максимуме оборотов. Его вполне можно назвать индивидуальным показателем специфики работы погрузчика.

Пример расчета

Предположим, что для загрузки фур и разгрузки вагонов был арендован дизельный погрузчик. Работает он полностью всю смену (8 часов), не преодолевая при этом уклоны и не используя максимальную высоту подъема вил, поскольку площадки, которые он обслуживает, расположены на высоте всего лишь 1 500-2 000 мм. Максимальная частота вращения силового агрегата используется только в том случае, когда агрегат разгоняется, чтобы преодолеть расстояние между зоной погрузки и выгрузки. На эту операцию уходит приблизительно 30% рабочего времени.

Но может быть и так. Предприятие работает 24-ре часа в сутки. Но отгрузка материалов (продукции) в течение этого времени выполняется всего лишь 2 раза по 2 часа. Оставшееся время погрузчик эксплуатируется с минимальной или средней интенсивностью.

Соответственно, коэффициент, характеризующий соотношение времени работы с нагрузкой (максимальной/минимальной), во втором случае ниже. Точно определить его значение можно путем замера времени, в течение которого погрузчик преодолевает сопротивление покрытия (дорожного) и поднимает грузы максимальной массы. Суммируя показатели, получаем время эксплуатации, в ходе которого на агрегат действуют максимальные нагрузки. И именно это время нужно вычесть из продолжительности (общей) одной смены.

Искомый коэффициент являет собой отношение времени работы с минимальной и максимальной нагрузкой (70% и 30% соответственно). Следовательно, если погрузчик использовался с максимальной нагрузкой 30%, то значение коэффициента находится путем деления 70% на 30% (то есть, значение составляет 2,3).

Например, известная модель погрузчика АХ50 от Komatsu комплектуется силовым агрегатом 4D92E. Его мощность — 33,8 л. с. В том случае, если 30% всей рабочей смены эксплуатировать его на максимуме оборотов, то расход горючего за 1 моточас составит: 33,8х202/(1000х0,85х2,3) = 3,49 литра.

О практических аспектах нормы расхода топлива

Разумеется, между теоретическими выкладками и практикой существуют определенные отличия. На расход топлива влияют не только продолжительность времени работы на максимуме оборотов, но также мощность силового агрегата и удельный расход горючего.

Непрошедшая обкатку техника и погрузчики с внушительным пробегом демонстрируют более высокий расход топлива, чем те, движок которых был отрегулирован. Завышенный расход может быть выявлен и в ходе специального тестирования в случае работы с предельной нагрузкой. Например, полуторатонная машина может показать расход от 5-ти до 6-ти литров в час, хотя средняя величина этого показателя — 3 литра в час.

Также нужно отметить, что в реальных условиях на силовой агрегат действует меньшая нагрузка, чем в ходе тестовых испытаний. Чтобы определить расход топлива для списания нужно провести ряд контрольных замеров.

В качестве примера приведем хронометраж вилочного погрузчика ВХ50 от Komatsu (силовой агрегат — FD30T-16, грузоподъемность — 3 000 килограммов). Тип рабочих операций — разгрузка фур, а также размещение грузов в вагонах. Работа выполняется в течение 9-ти часов каждый день. Расход горючего — 2,5 литра за час работы.

С силовым агрегатом 4D92E при продолжительности смены 24-ре часа расход горючего техникой составляет:

• для погрузчиков грузоподъемностью от 1 500 до 1 800 килограммов — 1,7 литра в час;
• для погрузчиков грузоподъемностью от 2 000 до 2 500 килограммов — 2,5 литра в час.

При восьмичасовой смене расход погрузчика грузоподъемностью 1 500 килограммов составляет 2,2 литра, а грузоподъемностью 1 800 килограммов — до 2,95 литров в час.

Расход топлива погрузчика является одним из самых важных вопросов, который часто задают продавцам специальной техники. Это обусловлено тем, что погрузчик ставиться на баланс, топливо списывается по нормативам, а себестоимость товаров и произведенных работ рассчитывается с учетов горюче-смазочных материалов. Безусловно, установить расход топлива фронтального погрузчика гораздо сложнее, чем ту же операцию для обычного автомобиля, поскольку четкая норма расхода топлива на погрузчик при пробеге в 100 км у него не определена.

Производители, как правило, указывают расход топлива погрузчика таким образом: грамм/единица мощности, за счет чего получается весьма сильный разбег цифр, только путающий покупателя, и в данной статье мы разберем, почему это происходит и как осуществить расчет расхода топлива на примере модели SEM 650B.

Существует специальная формула, с помощью которой можно рассчитать топливо, необходимое для одного часа работы машины. Данная формула представляет собой следующее: (N*t*U)/p, где N – это мощность двигателя погрузчика в кВт, t – время, на которое рассчитывается расход топлива для погрузчика — 60 минут, G – удельный расход топлива фронтального погрузчика в г/кВт в час, U — нагруженность погрузчика во время работы, и p – плотность используемого топлива.

Необходимо помнить, что плотность дизтоплива является постоянной величиной, равной 850 г/л. Уточним остальные показатели формулы. Мощность двигателя погрузчика, измеряемая в лошадиных силах или, как в данном случае, в кВт, указывается в технических характеристиках, которые определяются на заводе-производителе спецтехники.

Удельный расход топлива, в отличие от мощности, не указывается в технических характеристиках. Показатель кривой удельного расхода топлива может существенно отличаться в зависимости от типа двигателя погрузчика, и продавец обязан знать данное значение для вашей модели. Продавец получает данные об удельном расходе топлива от компании-производителя, на заводе которого проводятся испытания работы двигателя модели в разных режимах.

Одним из самых важных показателей в данной формуле является процент нагруженности техники в процессе работы. Этот процент показывает работу двигателя погрузчика на самых больших оборотах. В действительности эта цифра является индивидуальной характеристикой конкретного рабочего процесса, то есть показывает то, насколько часто и интенсивно вы используете данную технику в работе. При стандартных расчетах предполагается, что на 100% времени, в течение которого протекает рабочий процесс, фронтальный погрузчик работает на максимальных оборотах около 30-40%

Нормы расхода топлива для фронтального погрузчика на практике

На примере фронтального погрузчика SEM 650B мы рассмотрим, насколько отличаются официальные данные о расходе топлива с реальной картиной.
Для начала рассчитаем норму топлива по приведенной выше формуле. Двигатель погрузчика обладает мощностью 220 л.с.

Сколько топлива «съедает» дизельный погрузчик

– погрузчик с грузоподъемностью 5 тонн. Мощность двигателя данного погрузчика составляет 162 кВт, время, на которое мы будем рассчитывать расход топлива – 1 час, удельный расход топлива для данной машины составляет 220 г/кВТ ч, процент нагруженности можно взять любой, а плотность топлива, как уже говорилось выше, константа – 850г/л.

В итоге получается, что для 100% нагрузки расход топлива будет составлять 42л/ч, для 75% нагрузки – 31,5 л/ч, а для 60 и 50% — 25,2 л/ч и 21 л/ч соответственно.

Этот расход топлива погрузчика можно представлять в бухгалтерию организации, и цифра, полученная посредством таких вычислений, будет считаться официальным показателем и пополнит данные по учету расхода горючего. Однако на практике дело обстоит иначе.

В действительности вам потребуется значительно меньше топлива. Разумеется, иногда технологический процесс требует обязательной работы двигателя на самых больших оборотах, однако, как правило, в реальной работе такое практически не встречается. Показатель удельного расхода топлива, обозначенный в формуле как G, практически невозможно проверить. Продавцы техники зачастую не знают, какие тестирования проводятся на заводах, чтобы получить данный показатель – они просто получают значение и сообщают его покупателю. Между тем, на заводах проводятся испытания ближе к экстремальным условиям, которые редко встречаются в реальной жизни, поэтому и показатели могут значительно отличаться.

Таким образом, услышав от продавца сомнительную величину показателей удельного расхода топлива, обязательно спросите, какого значение на практике. Очень часто крупные компании, реализующие спецтехнику, специально собирают данные у клиентов, которые уже работают с их техникой, чтобы ориентироваться в реальных показателях расхода топлива. Если вы обратились именно в такую компанию, вам объяснят, какой расход топлива требуется для конкретной модели фронтального погрузчика в соответствии с предполагаемыми условиями работы и нагрузкой.

Читайте также:

от чего зависит, как измеряется, разница плотности ДТ зимнего и летнего

Оглавление:

1. Что такое «плотность дизельного топлива».
2. Эталонные значения.
3. Какие параметры оказывают влияние.
4. Зависит ли плотность дизтоплива от температуры.
5. Расчетные нормы.
6. Разница плотности летом и зимой.
7. Зависимость экономичности от плотности.
8. Как вычислить плотность при 20 °С.
9. Зависимость плотности, расхода и эксплуатации.
10. Зависимость плотности от качества ДТ.
11. Что регулирует ГОСТ.
12. Почему зимой расход больше.
13. Может ли солярка замерзнуть.
14. Как проверить, что в продаже зимнее топливо.
15. Самостоятельное определение плотности.
16. Шаг изменения плотности.
17. Показатели нефтепродуктов.
18. Формулы расчета основных показателей ДТ.
19. Расчет веса.
20. Считаем объем.
21. Вычисление плотности.
Видео. Как замерять плотность ареометром.

Дизельное топливо используется для заправки автомобилей, сельскохозяйственной и железнодорожной техники. Качество солярки определяется ГОСТами и ТР ТС и влияет на работоспособность ДВС, в частности – плотность дизельного топлива. Она изменяется в соответствии с внешними факторами. 

Плотность топлива дизельного зависит от наличия тяжелых фракций. При повышении КПД мотора ухудшается испаряемость, происходит ускоренное накопление нагара.

1. Что такое «плотность дизельного топлива»

Плотность дизельного топлива – удельный вес, т. е. отношение веса к объему топлива. Величина зависит от вида горючего и температуры. Измеряется в «кг/м³», «г/см³».

2. Эталонные значения

Вычисление удельной массы ДТ выполняют при 20 °С. Отклонение температуры требует корректировки на коэффициент. При нагреве топлива производят вычитание, при охлаждении – сложение.

3. Какие параметры оказывают влияние 

При измерении плотности дизельного топлива учитывают тип горючего, колебания температуры и наличие присадок. Это связано с тем, что происходит изменение эталонных показателей – массы, объема.

4. Зависит ли плотность дизтоплива от температуры

Плотность ДТ зависит от колебаний температуры. Оптимальные показания наблюдаются при 20 °С.

5. Расчетные нормы

Контролеры при проверке объема солярки в цистернах, бочках принимают во внимание изменение плотности горючего. Расчеты ведутся с учетом корректирующих коэффициентов и сравнения показателей с табличными данными.

6. Разница плотности летом и зимой

В соответствии с существующими стандартами, показатели удельной массы солярки определяются так:

Для северных регионов (работает до –50 °С) плотность дизельного топлива составляет 830 кг/м3.

При превышении показателей температуры горючее густеет и забивает систему подачи топлива за счет наличия парафинов.

Пример вычисления плотности ДТ

Алгоритм получения показателей горючего:

• Находим табличное значение (в г/см3) горючего при 20 °С.

• Определяем степень нагрева солярки градусником. Предположим, получили значение 31 °С.

• Производим вычисление температурного отклонения 31 – 20 = 11 °С.

• Определяем корректировочный коэффициент: 11 х 0,0007 = 0,0077 (г/см3).

• Вычисляем плотность. Для этого из значения ДТ по паспорту вычитаем поправочный коэффициент.

Если температурные показатели меньше 20 °С, то алгоритм вычислений аналогичен. Но последнее действие – суммирование, а не вычитание.

7. Зависимость экономичности от плотности

Прямой зависимости нет. Плотность зимнего дизельного топлива отличается от летнего требованиями ГОСТ и температуры.

Утверждение, что зимнее горючее менее экономично — неверно. Зимой расход горючего увеличивается из-за лишних затрат: подогрева антифриза, магистралей, блока цилиндров, кабины и прочего.

8. Как вычислить плотность при 20 °С

Теоретическое вычисление предполагает:

• Проведение замеров ареометром и градусником в емкости, где находится горючее.

• Вычисление разницы температур.

• Применение корректировочного коэффициента.

Полученные результаты определяют тип топлива. Это влияет на вязкость горючего и способность использования в различных климатических зонах.

9. Зависимость плотности, расхода и эксплуатации

По плотности можно определить, при каких условиях может быть использовано горючее, какое влияние оказывается на работу двигателя. Если неправильно выбрать солярку, то:

Также в таком случае при передвижении в сложных условиях (дождь, снег, крутые подъемы и спуски) при нормативной нагрузке автомобиля будет наблюдаться перерасход топлива, чрезмерный износ двигателя.

10. Зависимость плотности от качества ДТ

Плотность влияет на количество фракций в составе горючего. Так, повышенные показатели сообщают о том, что в ДТ содержатся тяжелые углеводороды. Они ухудшают процесс выброса солярки, снижают скорость образования топливной смеси. Данные процессы провоцируют нарушение в работе мотора, увеличивают потребление солярки и повышают образование нагара.

11. Что регулирует ГОСТ

Требования ГОСТ определяют нормативы, которые предъявляются к ДТ в зависимости от вида. Учитывают:

• содержание серы;

• климатические условия использования;

• маркировку;

• классификацию;

• экологический класс и прочие параметры.

Все это влияет на технические показатели горючего, сферу его использования.

Какие требования предъявляют к составу дизтоплива

ГОСТ Р 305-82 и 52368-2005 определяют допустимое количество примесей, плотность по маркам. Превышение обозначенных показателей негативно сказывается на работе ДВС, силе впрыска горючего, составе отработанного газа.

Требования ГОСТ не допускают наличия водных растворов из-за возможности появления коррозии, повреждения фильтров и насосов.

12. Почему зимой расход больше

Плотность дизельного топлива определяет выделяемое количество энергии при работе ДВС. За счет того, что зимнее дизтопливо менее плотное, чем летнее, увеличивается расход топлива (из-за меньшего выделения энергии). При этом в зимнее время горючее расходуется на обогрев кабины водителя, топливной системы, разогрев масла и т. д.

Однако использовать летнее топливо категорически запрещено, поскольку в его составе содержатся парафины. Они снижают текучесть солярки, а при пониженных температурах превращают топливо в гель.

13. Может ли солярка замерзнуть 

Солярка густеет в зависимости от количества фракций и плотности при низких температурах. Вязкость определяется типом горючего и объемным содержанием фракций. Если в дизтопливе есть вода, то при температуре ниже 0°С происходит кристаллизация (образуется лед внизу бака). Это препятствует поступлению солярки в топливную систему. При отогревании топливной системы подача горючего возобновляется.

14. Как проверить, что в продаже зимнее топливо

Поступление на АЗС горючего зависит от сезона. В теплый период реализуется летнее ДТ, а в холодное время года – зимнее. Определить, какое топливо вам продали, довольно легко. Нужно поместить около 100 мл горючего в прозрачную емкость, после чего поставить его в морозилку. Если жидкость начнет мутнеть, это значит, что в составе присутствуют парафины. Зимнее топливо должно сохранять свои свойства при температуре до –22 °С, а арктическое – до –34 °С (но в холодильнике данные показатели не достигаются).

15. Самостоятельное определение плотности

Проверить плотность ДТ в зимнее время самостоятельно можно несколькими способами. Для этого выполняют:

• Оценку текучести. Небольшое количество ДТ наливается на металлическую поверхность. Если топливо хорошо стекает, остается жидким и не мутнеет, то солярка пригодна для использования. Если горючее стекает плохо, мутнеет, то при использовании начнется его кристаллизация, что приведет к обездвиживанию автомобиля. Данный способ применяется при температуре ниже –10 °С.

• Проверку консистенции. Если температура ниже –20 °С, то можно оценить капли на заправочном пистолете. Отмечается помутнение, загустение? Лучше заправиться на другой АЗС.

• Оценку точных данных. Можно получить при использовании ареометра. Для этого нужно прогреть топливо до + 20 °С, выполнить замеры и сравнить полученные результаты с табличными.

Если оценка ДТ производилась после заправки, и полученные данные указывают, что горючее не соответствует показателям, следует уменьшить скорость кристаллизации. Для этого в бак добавляют качественную солярку.

16. Шаг изменения плотности

Корректирующий коэффициент – шаг изменения веса. В соответствии с ГОСТ, он равен 0,0007 единиц.

17. Показатели нефтепродуктов

Плотность топлива дизельного выше по сравнению с бензином. Так, АИ-92 определяется на уровне 0,76 г/см3, у АИ-95 – около 0,75 г/см3, для АИ-98 – 0,78 г/см3. У сжиженного газа самая низкая плотность – 0,53 г/см3, а у авиационного керосина – 0,81 г/см3.

Данные показатели определяются присутствием легких фракций, температура кипения которых составляет + 50 °С. Топливо остается одинаково текучим в любое время года. Кристаллизация начинается от – 60 °С.

18. Формулы расчета основных показателей ДТ

Для получения корректных данных учитывают температурные показатели, сорт горючего, корректировочный коэффициент (для дизельного топлива – + 20 °С, для бензинов – + 15 °С). У полученных результатов может быть небольшая погрешность (зависит от приборов). Точные результаты получают в лабораториях на специализированном оборудовании.

19. Расчет веса

Для определения веса нефтепродукта необходимо умножить плотность на объем топлива.

На нефтебазах топливо хранится в цистернах, на которых есть метки и маркировочные таблицы с указанием погрешности измерений.

20. Считаем объем

В процессе реализации продукции нужно определять объем топлива. Расчет предполагает деление массы на плотность топлива. Из сопроводительных документов получают значение массы, а по сорту из документации узнают плотность дизельного топлива. При отсутствии данных производят замеры ареометром.

21. Вычисление плотности

Расчет проводят как соотношение массы к объему. Исходные параметры указываются в сопроводительной документации либо определяются самостоятельно: вес – с помощью взвешивания емкости, а объем – по меткам в резервуаре. При вычислении плотности нужно не забывать про температурные показатели, от которых зависят корректировочные поправки.

Видео. Как замерять плотность ареометром.

Расчёт расхода топлива тепловозом

Расчёт расхода топлива выполняют по построенным на графике кривым скорости и времени движения поезда на заданном участке (или рассчитанными аналитическим методом). На кривой скорости и времени делают разметку режимов работы локомотива – тяги (позиция контроллера машиниста), холостого хода и режимов торможения. Общий расход топлива тепловозом за поездку вычисляют по формуле

, кг, (1)

где — расход топлива, соответствующий скорости движения поезда в режиме тяги при определённой позиции контроллера машиниста на i-м отрезке пути, кг/мин;

— время движения поезда по i-му отрезку пути, мин;

— расход топлива тепловозом на холостом ходу, кг/мин;

— время работы дизеля на холостом ходу, мин;

— расход топлива тепловозом на стоянках и при движении по станционным путям, кг/мин;

— время работы дизеля на стоянках и при движении по путям станций, мин.

Расходные характеристики топлива тепловозов в режимах тяги и холостого хода приведены в Приложении действующих ПТР (от 15.08 1980 г). У современных тепловозов в режиме тяги расход топлива зависит от позиции контроллера и мало зависит от скорости движения. В качестве примера на рисунках 1 и 2 приведены характеристики (из ПТР) расхода топлива тепловозами 2ТЭ116 и 2ТЭ10^{л, в, м} в режиме тяги.

Рисунок 1. Характеристика расхода топлива тепловозом 2ТЭ116.

Рисунок 2. Характеристики расхода топлива тепловозами 2ТЭ10 в/и.

 

Значение принимают в зависимости от частоты вращения коленчатого вала дизеля по расходным характеристикам для холостого хода (рисунке 3).

На стоянках расход топлива принимают по таблице 6, где приведены значения частоты вращения коленчатого вала тепловозных дизелей на холостом ходу. В этой же таблице даны значения , принятые в предположении о движении одиночных тепловозов по путям станций на первой позиции контроллера машиниста со скоростью 10 – 15 км/ч.

Рисунок 3. Расход топлива тепловозом на холостом ходу. 1 – вентилятор на летнем режиме; 2 – вентилятор на зимнем режиме; 3 – вентилятор выключен.

 

Таблица 6. Удельный расход топлива тепловозами при работе на холостом ходу

Серия тепловоза (дизель-поезда)	Холостой ход	Расход топлива при движении по деповским и станционным путям, кг/мин
Частота вращения коленчатого вала дизеля, об/мин	Расход топлива одним дизелем, кг/мин	Расход топлива тепловозом (дизель-поездом), кг/мин
ТГМ3А		0,13	0,13	0,30
ЧМЭ2		0,14	0,14	0,30
ЧМЭ3		0,15	0,15	0,30
ТЭ1, ТЭМ1		0,16	0,16	0,30
ТЭ2		0,16	0,32	0,30
ТЭ10, ТЭП10		0,38	0,38	0,50
2ТЭ10, 2ТЭ10л, в, м		0,38	0,76	1,00
3ТЭ10М		0,38	1,14	1,50
ТЭ3, ТЭ7		0,35	0,70	1,20
ТЭП60		0,50	0,50	1,00
2ТЭП60		0,50	1,00	2,00
ТЭП70		0,27	0,27	2,00
ТЭМ2		0,10	0,10	0,30
М62		0,42	0,42	0,30
2М62		0,42	0,84	0,60
2ТЭ116		0,25	0,50	2,00
ДР1		0,14	0,28	0,30
Д1		0,14	0,28	0,30
Д		0,33	0,66	0,30

 

Удельный расход топлива находят с целью оценки и сравнения работы локомотивов с разными поездами и на различных направлениях. Для этого общий расход топлива относят к измерителю выполненной перевозочной работы

, . (3)

Здесь — масса состава, т;

— длина участка, км.

Чтобы сравнить различные виды тяги и разные сорта топлива, введено понятие «условное топливо». Под «условным топливом» понимают топливо, с удельной теплотой сгорания 29,3 МДж/кг.

Удельная теплота сгорания дизельного топлива 42,7 МДж/кг. Чтобы пересчитать расход дизельного топлива в расход условного топлива, вводится эквивалент Э = 42,7/29,3 =1,45. В результате получается выражение для расчёта удельного расхода условного топлива

, . (4)

Пример. Определить расход топлива тепловозом 2ТЭ116 при движении с составом массой 4800 т по участку длиной 129 км. Поезд набрал скорость до 20 км/ч за 0,8 мин, после чего двигался в режиме тяги 1 ч 52 мин и в режиме холостого хода, включая торможение при остановке, 44,6 мин.

Решение.

1. Средняя скорость при разгоне поезда км/ч. По рис. 11.1 этой скорости в режиме тяги соответствует расход топлива кг/мин. Для любой другой скорости движения в интервале от 12 км/ч до 80 км/ч кг/мин. Для режима холостого хода удельный расход топлива определяется из табл.11.6 кг/мин.

В соответствии с выражением (2) общий расход дизельного топлива за проделанную работу тепловозом

кг.

Удельный расход дизельного топлива определяется по выражению (3)

.

Удельный расход условного топлива определяется по формуле (4)

.

 

Узнать еще:

Расчет расхода и стоимости топлива на отопление.

Калькулятор стоимости топлива.

Пояснения к калькулятору расхода и стоимости топлива на отопление

Исходные данные для расчета:

• Основные характеристики дома:
  • общая отапливаемая площадь дома;
  • удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию в отопительный период года.
• Основные характеристики топлива и системы отопления:
  • цена топлива или электроэнергии;
  • теплота сгорания топлива;
  • КПД системы отопления.

Свои цифры

Значения исходных данных для расчета даны для примера. Вы можете вставить свои значения в поля над таблицей и в поля на желтом фоне.

Отапливаемая площадь и удельный расход тепловой энергии.

В качестве примера указано базовое значение удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию для 2-х этажного дома площадью 100 кв. м. Рассчитать его значение для другого дома можно на калькуляторе расхода тепловой энергии.

Цена топлива и электричества.

Указаны примерные цены для Московской области на октябрь 2017 года.Узнайте актуальные цены для своего района и вставьте в расчет. Можете добавить другое топливо для сравнения: наименование, теплоту сгорания и цену. Внимание! Значения цены и теплоты сгорания должны быть к одними и теми же единицам в знаменателе (л, м куб., кг). В этих же единицах будет рассчитан расход топлива за год.

Теплота сгорания

Значение теплоты сгорания для любого топлива зависит от многих условий: температуры, состава топлива, количества кислорода в топливной смеси. В качестве примера приведены значения низшей теплоты сгорания, взятые на просторах интернета. Если не согласны с этими значениями, то вставьте свои. Но внимание к размерности!

КПД системы отопления

Коэффициенты полезного действия (КПД) для различных систем отопления работающих даже на одном топливе различаются. В качестве примера приведены КПД для водяной системы отопления с котлами и радиаторами. Если известны КПД рассматриваемых Вами систем — вводите их значения.

Результаты расчета

Расход топлива за год

Расход топлива за год позволяет оценить необходимые запасы топлива на отопительный период, емкости для хранения, периодичность заправок. При оценке емкостей учтите, что их заполненность не может быть 100% (например баллоны для сжиженного газа заполняются максимум на 85%, следовательно, в 50 литровом баллоне 42,5 л сжиженного газа — пропан-бутановой смеси).

Стоимость отопления в год

Это только стоимость текущих расходов на топливо, это одна из составляющих общих затрат на отопление и вентиляцию. Только по этому значению нельзя выбирать систему отопления. Стоимость всей системы отопления зависит еще и от начальных затрат на проектирование, на закупку оборудования, на подведение и подключение к топливу, стоимости хранилища топлива. Так же придется учитывать другие текущие затраты: на доставку топлива, на техническое обслуживание, на текущие и капитальные ремонты. При выборе системы нужно учитывать период времени, на который ведется расчет. Можно учесть прогноз инфляции.

Расчет расхода топлива на горячее водоснабжение.

Это расход лучше считать отдельно.

Правильный расчет нормы расхода топлива погрузчиком

Один из самых главных вопросов, с которым сталкивается любой владелец данной техники. Иногда производитель четко указывает расход топлива на единицу измерения мощности (лошадиные силы или киловатты) в граммах. Найти эту информацию можно в таблице технических характеристик погрузчика. Однако при всей своей полезности, она не дает четкого представления о том, сколько же потребуется горючего для работы.

Как определить норму расхода за 1 моточас?

Она рассчитывается следующим образом:

Q = Nq/(1000Rk1), где:

• N — мощность силового агрегата;
• q — показатель удельного расхода топлива погрузчиком;
• R — плотность топлива (дизельного). Обычно принимается на уровне 0,85 кг/дм3;
• k1 — выраженное в процентах соотношение времени работы при максимальной частоте вращения коленвала.

Мощность силового агрегата, а также удельный расход горючего можно узнать из инструкции по техническому обслуживанию. Данные в нее внесены в виде графика. Строится он специалистами завода-производителя. Основой при этом выступают результаты испытаний в разных режимах. На практике максимальной частоты вращения силового агрегата достичь очень просто — выжать педаль газа до упора. В результате погрузчик ускоряется, преодолевает подъем с грузом, поднимает его на предельно допустимую высоту и все это, заметьте, на максимальной скорости. Разумеется, в таком режиме погрузчик будет работать лишь часть смены. Поэтому необходимо применение коэффициента, обозначенного как k1: он характеризует работу на максимуме оборотов. Его вполне можно назвать индивидуальным показателем специфики работы погрузчика.

Пример расчета

Предположим, что для загрузки фур и разгрузки вагонов был арендован дизельный погрузчик. Работает он полностью всю смену (8 часов), не преодолевая при этом уклоны и не используя максимальную высоту подъема вил, поскольку площадки, которые он обслуживает, расположены на высоте всего лишь 1 500-2 000 мм. Максимальная частота вращения силового агрегата используется только в том случае, когда агрегат разгоняется, чтобы преодолеть расстояние между зоной погрузки и выгрузки. На эту операцию уходит приблизительно 30% рабочего времени.

Но может быть и так. Предприятие работает 24-ре часа в сутки. Но отгрузка материалов (продукции) в течение этого времени выполняется всего лишь 2 раза по 2 часа. Оставшееся время погрузчик эксплуатируется с минимальной или средней интенсивностью.

Соответственно, коэффициент, характеризующий соотношение времени работы с нагрузкой (максимальной/минимальной), во втором случае ниже. Точно определить его значение можно путем замера времени, в течение которого погрузчик преодолевает сопротивление покрытия (дорожного) и поднимает грузы максимальной массы. Суммируя показатели, получаем время эксплуатации, в ходе которого на агрегат действуют максимальные нагрузки. И именно это время нужно вычесть из продолжительности (общей) одной смены.

Искомый коэффициент являет собой отношение времени работы с минимальной и максимальной нагрузкой (70% и 30% соответственно). Следовательно, если погрузчик использовался с максимальной нагрузкой 30%, то значение коэффициента находится путем деления 70% на 30% (то есть, значение составляет 2,3).

Например, известная модель погрузчика АХ50 от Komatsu комплектуется силовым агрегатом 4D92E. Его мощность — 33,8 л. с. В том случае, если 30% всей рабочей смены эксплуатировать его на максимуме оборотов, то расход горючего за 1 моточас составит: 33,8х202/(1000х0,85х2,3) = 3,49 литра.

О практических аспектах нормы расхода топлива

Разумеется, между теоретическими выкладками и практикой существуют определенные отличия. На расход топлива влияют не только продолжительность времени работы на максимуме оборотов, но также мощность силового агрегата и удельный расход горючего.

Непрошедшая обкатку техника и погрузчики с внушительным пробегом демонстрируют более высокий расход топлива, чем те, движок которых был отрегулирован. Завышенный расход может быть выявлен и в ходе специального тестирования в случае работы с предельной нагрузкой. Например, полуторатонная машина может показать расход от 5-ти до 6-ти литров в час, хотя средняя величина этого показателя — 3 литра в час.

Также нужно отметить, что в реальных условиях на силовой агрегат действует меньшая нагрузка, чем в ходе тестовых испытаний. Чтобы определить расход топлива для списания нужно провести ряд контрольных замеров.

В качестве примера приведем хронометраж вилочного погрузчика ВХ50 от Komatsu (силовой агрегат — FD30T-16, грузоподъемность — 3 000 килограммов). Тип рабочих операций — разгрузка фур, а также размещение грузов в вагонах. Работа выполняется в течение 9-ти часов каждый день. Расход горючего — 2,5 литра за час работы.

С силовым агрегатом 4D92E при продолжительности смены 24-ре часа расход горючего техникой составляет:

• для погрузчиков грузоподъемностью от 1 500 до 1 800 килограммов — 1,7 литра в час;
• для погрузчиков грузоподъемностью от 2 000 до 2 500 килограммов — 2,5 литра в час.

При восьмичасовой смене расход погрузчика грузоподъемностью 1 500 килограммов составляет 2,2 литра, а грузоподъемностью 1 800 килограммов — до 2,95 литров в час.

Удельный расход топлива — это… Что такое Удельный расход топлива?

Удельный расход топлива — единица измерения, используемая в грузопассажирских перевозках и обозначающая расход единицы топлива на единицу мощности на расстояние в один километр или в час (или секунду) — например − 166 г/л.с.ч., «Удельный расход топлива на крейсерском режиме: 0,649 кг/кгс.ч.»

Примеры

Бензиновый двигатель является довольно неэффективным и способен преобразовывать всего лишь около 20-30 % энергии топлива в полезную работу. Стандартный дизельный двигатель, однако, обычно имеет коэффициент полезного действия в 30-40 %, дизели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением свыше 50 % (например, MAN S80ME-C7 тратит только 155 гр на кВт (114 г/л.с. х ч.), достигая эффективности 54,4 %).^[1]

авиационные двигатели

• АШ-82 — удельный расход топлива 0,381 кг/л.с.ч. в крейсерском режиме;
• АМ-35А — удельный расход топлива 0,285—0,315 кг/л.с.ч.;
• М-105 — удельный расход топлива 0,270—0,288 кг/л.с.ч.;
• АЧ-30 — дизельный авиационный двигатель, удельный расход топлива составляет 0,150-0,170 кг/л.с.ч.

газотурбинные двигатели

• газотурбинный агрегат МЗ с реверсивным редуктором (36 000 л.с., 0,260 кг/л.с.ч., ресурс 5000ч.) для больших противолодочных кораблей;
• двигатели второго поколения М60, М62, М8К, М8Е с повышенной экономичностью (0,200—0,240 кг/л.с.ч.) ^[2].

Дизельные двигатели

• Беларус-1221- на тракторе установлен шестицилиндровый рядный дизельный двигатель с турбонаддувом. Удельный расход топлива при номинальной мощности — 0,166 кг/л.с.ч.;
• К-744 (трактор) — удельный расход топлива при номинальной мощности — 0,174 кг/л.с.ч.

Гражданская авиация

Для нужд гражданской авиации часто применяется другой критерий расхода топлива — граммы на пассажиро-километр

• Сравнение аналогов среднемагистральных пассажирских самолётов

Источник: ^[3]

	Ту-204	Аэробус A321	Боинг 757-200	Ту-154М
Пассажировместимость, чел.	212	199	216	176
Максимальная взлётная масса, т	107,5	89	108,8	102
Максимальная коммерческая нагрузка, т	21	21,3	22,6	18
Крейсерская скорость, км/ч	850	900	850	950
Требуемая длина ВПП, м	2500	2500	2500	2300
Топливная эффективность, г/пасс.км	19,3	18,5	23,4	27,5
Стоимость, млн. дол. США	35 (2007 год)	87-92 (2008 год)	80 (2002 год)	15 (1997 год)

См. также

Примечания

Учебные модули по общему соответствию: Приложение A Примеры расчетов выбросов

1. Внешние источники сгорания

Установки внешнего сгорания, такие как котлы и обогреватели, обеспечивают теплом здания систем отопления, вентиляции и кондиционирования, нагрева воды и производства пара. Эти агрегаты используют природный газ, дизельное топливо, пропан, уголь или другое топливо на нефтяной основе.

Исходные данные испытаний относятся к конкретному оборудованию. Таким образом, лучше всего использовать эти данные для получения наиболее точных данных о выбросах.Однако, если данные испытаний источника недоступны, для расчета годовых выбросов можно использовать коэффициенты выбросов. AP-42, Сборник источников выбросов загрязнителей воздуха , представляет коэффициенты выбросов для источников внешнего сгорания в зависимости от типа топлива и размера установки:

Раздел 1.1 Битуминозный и полубитуминозный уголь;

Участок 1.2 Уголь антрацит;

Раздел 1.3 Мазут;

Раздел 1.4 Природный газ; и

Раздел 1.5 «Сжиженный углеводородный газ».

Годовые выбросы от источников внешнего сгорания можно рассчитать с помощью следующего уравнения:

AE _i = EF _i x Q x (1- CE _i /100)

Где,

AE _i = Годовые выбросы химических веществ i ( фунтов i / год )

EFi = Коэффициент выбросов химических веществ i для используемого топлива и размера блока ( фунтов i / MMscf топлива)

Q = Максимальный потенциал или фактическое количество израсходованного топлива ( млн. кубических футов топлива / год )

CE _i = химическая i эффективность контроля выбросов ( процентов )

100 = коэффициент для преобразования процентов в доли

Например, фактические годовые выбросы окиси углерода (CO) от 2.5 миллионов британских тепловых единиц в час (MMBtu / hr), работающий на природном газе, который потребляет 3,5 миллиона стандартных кубических футов (MMscf) в год, рассчитывается следующим образом:

AE _CO = (84 фунта CO / MMscf природного газа ) x (3,5 млн. куб. футов природного газа) x (1 — 0/100)

= 294 фунта CO / год [при отсутствии контроля, CE _i = 0]

, где коэффициенты выбросов для котлов, работающих на природном газе с теплом номинальные значения от 0,3 до 100 млн БТЕ / час получены из Таблицы AP-42, Раздел 1.4, Таблица 1.4-1.

2. Источники внутреннего сгорания

Существует два метода расчета годовых выбросов от установок внутреннего сгорания. Если доступны данные о тормозной мощности (л. химического вещества i ( фунтов в год )

EF _i = Коэффициент выбросов химических веществ i ( фунтов i / л.с.-час )

t = Общее годовое количество часов работы ( часов / год )

л.Коэффициенты выбросов также доступны в разделе 3.3 AP-42 для бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания. Если у производителя имеются критерии выбросов загрязняющих веществ в фунтах / л.с.-час, их следует использовать перед применением общих коэффициентов выбросов двигателей из AP-42, Сборник источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу .

Например, выбросы NO _x дизельного двигателя внутреннего сгорания мощностью 250 л.с. проработали 2080 часов в год, и коэффициент выбросов рассчитывается следующим образом:

AE _NOx = (0.031 фунт NO _x / л. Во-первых, годовое количество подводимого тепла (MMBtu) с использованием следующего уравнения:

Q = U _max x H _v x ρ xt / (эффективность x 10 ⁶ )

Где,

Q = Годовой тепловая нагрузка ( MMBtu )

U _max = Максимальный потенциальный расход топлива двигателем ( галлонов топлива / час )

H _v = Теплотворная способность топлива ( BTU / фунт топлива )

ρ = Плотность топлива ( фунтов топлива / галлон топлива)

t = Годовые фактические часы работы ( ч / год )

CE _i = Химическая i эффективность контроля выбросов ( процентов (%) )

Годовые выбросы затем можно рассчитать с помощью следующего уравнения:

AE _i = EF _i x Q

Где,

AE _i = Годовые выбросы химических веществ i ( фунтов в год )

EF 900 25 i = Химический i Коэффициент выбросов для используемого топлива и размера агрегата ( фунтов i / MMBtu )

Q = Годовой ввод тепла из приведенного выше уравнения ( MMBtu )

Например, дизельный двигатель внутреннего сгорания с максимальное потребление топлива 18 галлонов в час было запущено в течение 2 080 часов в год, а расчетная эффективность составила 80 процентов.Фактические годовые выбросы NO _x рассчитываются путем определения максимальной теплотворной способности:

Q = (18 галлонов топлива / час) + (19,300 британских тепловых единиц / фунт) x (7,5 фунтов литров топлива / галлон топлива. ) x (8760 часов / год) x (1 MMBtu / 10 ⁶ ) x (1/80 % эфф.)

= 28,530 MMBtu

AE _NOx = 4,41 фунтов NO _x x 28,530 MMBtu

= 125,817 фунтов NO _x / год

3.Строительство

Выбросы твердых частиц в результате строительства зданий и дорог могут временно повлиять на качество местного воздуха. Строительные работы включают расчистку земли, буровзрывные работы, земляные работы, операции по выемке и насыпи (т. Е. Земляные работы) и строительство данного объекта. Количество выбросов твердых частиц пропорционально площади обрабатываемой земли и уровню строительной деятельности. Движение оборудования является основным источником выбросов.Коэффициенты выбросов твердых частиц для строительных работ составляют:

E = 2,69 мегаграмма (Мг) / га / месяц деятельности

E = 1,2 тонны / акр / месяц деятельности

Настоятельно рекомендуется, чтобы при оценке выбросов для конкретного участка , процесс строительства разбивается на операции по компонентам, где каждый компонент включает движение транспорта и материалов, а коэффициенты выбросов из других разделов AP-42, «Сборник источников выбросов загрязняющих веществ в воздух» , используются для получения оценок.AP-42 В Таблице 13.2.3-1 перечислены источники пыли, связанные со строительством, а также рекомендованные коэффициенты выбросов.

В дополнение к деятельности на площадке, указанной в Таблице 13.2.3-1, возможны значительные выбросы из-за материала, отслеживаемого с площадки и оседающего на прилегающих мощеных улицах. Вторичный источник выбросов возникает в результате движения транспорта, проезжающего через площадку (т.е. не только связанного со строительством), может ресуспендировать осевший материал и может быть гораздо более важным источником, чем вся пыль на строительной площадке.

Годовые выбросы химического вещества от строительных работ можно рассчитать с помощью следующего уравнения:

AE _i = EF _i x [PR x (LF / 100) x U x H x D] x 0,002205

Где,

AE _i = Годовые выбросы химических веществ i ( фунтов в год )

EF _i = Химические вещества i Коэффициент выбросов ( gi / л.с.-час )

PR = Номинальная мощность ( л. день )

D = Номер рабочего дня ( день )

0.002205 = коэффициент преобразования ( фунтов i / gi )

Например, дизельный вилочный погрузчик с номинальной мощностью 94 лошадиных силы (л.с.) используется для строительных работ шесть часов в день и 31 рабочий день, его фактическое PM 10 выбросов составляют:

AE _PM10 = (0,06 г PM ₁₀ / л.с.-час) x (94 л.с. x 48/100) x (6 час x 31 дней) x 0,002205 фунтов / г PM ₁₀

= 1,11 фунтов PM ₁₀

4.Хранение топлива

Выбросы ЛОС при хранении топлива рассчитываются на основе методологий, представленных в EPA AP-42, Compilation of Air Pollutant Emission Sources , раздел 7. Уравнения оценки выбросов, установленные EPA для расчета выбросов из топливных резервуаров, были разработан Американским институтом нефти (API). Они довольно сложны и зависят от типа используемого резервуара для хранения. В общем, уравнения рассчитывают рабочие и стоячие потери из резервуаров-хранилищ, которые суммируются, чтобы получить общие выбросы, связанные с конкретным резервуаром-хранилищем.Рабочие потери относятся к выбросам от приема топлива. Постоянные потери в основном связаны с изменениями температуры и относятся к потерям от испарения топлива из резервуара для хранения. Эти выбросы обычно выбрасываются через вентиляционные отверстия или другие механизмы.

5. Перекачка топлива

Операции по перевалке топлива включают загрузку топлива в топливные баки, автоцистерны, самолеты и транспортные средства и / или оборудование. По мере загрузки жидкого топлива в источник (т.е.g., в основные резервуары для хранения, грузовой резервуар автоцистерны, резервуар самолета, резервуар транспортного средства / оборудования или топливозаправщик) пары вытесняются и выбрасываются в атмосферу. Объем выбросов зависит от нескольких факторов, таких как тип перекачиваемого топлива, температура и метод загрузки, как описано ниже. Рабочие потери будут происходить из-за перекачки топлива при загрузке топливных резервуаров, автоцистерн, транспортных средств, оборудования и заправки самолетов.

6.Дорожные транспортные средства

Дорожные транспортные средства можно разделить на восемь категорий транспортных средств в зависимости от типа транспортного средства, полной массы транспортного средства (GVW) и типа топлива. В таблице 1 перечислены восемь категорий транспортных средств и дано краткое описание каждой из них.

Таблица 1. Категории транспортных средств для дорожных транспортных средств

Категория типа транспортного средства	Описание
ЛДГВ	Легковые автомобили с бензиновым двигателем (т.е., бензиновые легковые автомобили)
ЛДГТ1	Легкие грузовики с бензиновым двигателем, тип 1 (включая бензиновые пикапы, внедорожники и фургоны с полной массой 6000 фунтов или меньше)
ЛДГТ2	Легкие грузовики с бензиновым двигателем, тип 2 (включая бензиновые пикапы, внедорожники и фургоны с полной массой от 6001 до 8 500 фунтов)
HDGV	Тяжелые автомобили, работающие на бензине (включая все автомобили с бензиновым двигателем, полная масса автомобиля которых превышает 8 500 фунтов)
LDDV	Легковые автомобили с дизельным двигателем (т.э., дизельные легковые)
ЛДДТ	Легкие грузовики с бензиновым двигателем (включая дизельные пикапы, внедорожники и фургоны полной массой 8 500 фунтов или меньше)
HDDV	Тяжелые автомобили с дизельным двигателем (включая дизельные грузовики и автобусы с полной массой более 8 500 фунтов)
MC	Мотоциклы

Помимо категории транспортного средства, коэффициенты выбросов для транспортных средств зависят от ряда других переменных, таких как модельный год, пробег, скорость, температура, высота, свойства топлива (например,g., добавки, давление пара, содержание серы и т. д.), возможное вмешательство, возможные программы проверки / обслуживания, режим работы (т.е. процент работы в режимах холодного запуска, стабилизации и горячего запуска), система контроля выбросов и т. д. от дорожных транспортных средств обычно рассчитываются с использованием «типичных» (или «средних) коэффициентов выбросов. Типичные коэффициенты выбросов CO, NO и неметановых углеводородов приведены в Приложении H к AP-42, Том II Мобильные источники . Годовые выбросы от дорожных транспортных средств можно рассчитать по следующей формуле:

AE i = VMT ´ EF i ´ 0.002205

Где,

AE _i = Годовые выбросы химических веществ i ( фунтов в год )

VMT = количество миль, пройденных автомобилем в год ( миль / год )

EF _i = химический i коэффициент выбросов ( gi / мили )

0,002205 = коэффициент для преобразования граммов в фунты ( lb i / gi )

Например, в категории легковых автомобилей с бензиновым двигателем (LDGV), общий годовой пробег на месте составляет 12 972 мили; следовательно, фактические выбросы CO составляют:

AE _CO = 12 972 миль / год x 10.2 г CO / милю x 0,0022 фунтов / г

AE CO = 291,09 фунтов CO / лет

Для расчета общих выбросов от всех транспортных средств, выбросы от каждой категории транспортных средств суммируются. Если требуются более конкретные расчеты выбросов (например, выбросы, рассчитанные на основе различных скоростей, температур, режимов работы и т. Д.), Они могут быть выполнены с использованием компьютерных программ EPA Mobile Source. Эти программы можно получить по следующему адресу в Интернете: https: // www.epa.gov/moves. Самой последней программой EPA для расчета выбросов CO, NO и VOC от дорожных транспортных средств является Motor Vehicle Emission Simulator (MOVES), которая превосходит MOBILE6.2.

Общие прямые и косвенные выбросы для проекта включают выбросы от транспортных средств на объектах федерального значения, а также выбросы от транспортных средств, обслуживающих объекты, и сотрудников, добирающихся до объектов. VMT на объектах можно оценить на основании данных трафика или опросов. VMT вне помещения для служебных автомобилей можно оценить на основе средних расстояний до обслуживаемых центров в зоне обслуживания или обслуживания.VMT для пассажиров, работающих в пригороде, следует основывать на среднем расстоянии до работы в пределах зоны недоступности или обслуживания для сотрудников на объекте.

7. Внедорожники и оборудование

Выбросы от внедорожников и оборудования, используемого на установке, можно оценить на основе типа используемых внедорожников и оборудования. Номинальные характеристики двигателя, расход топлива и общее время работы внедорожных транспортных средств и оборудования можно получить из отчетов о техническом обслуживании или интервью с обслуживающим персоналом.Коэффициенты выбросов для внедорожных транспортных средств и оборудования можно получить из модели NONROAD2008 Агентства по охране окружающей среды. Для двигателей, работающих на природном газе, коэффициенты выбросов для критериальных загрязняющих веществ и прекурсоров можно получить из AP-42, Сборник источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу , раздел 3.2, таблица 3.2-3. Коэффициенты выбросов для 4-тактных двигателей на природном газе с обогащенным режимом горения.

Метод 1

Если данные об использовании топлива недоступны, выбросы можно рассчитать с использованием расчетных часов работы.Фактические выбросы критериальных загрязняющих веществ для конкретного типа оборудования можно оценить, умножив расчетное годовое количество рабочих часов на мощность их двигателя, коэффициент нагрузки оборудования и соответствующие коэффициенты выбросов. Коэффициент нагрузки — это часть доступной мощности, на которой обычно работает тип двигателя. Уравнение выглядит следующим образом:

AE _i = EF _i x [(PO x (LF / 100) x OT)] ´ 0,002205

Где,

AE _i = Годовые выбросы химических веществ i ( фунтов в год )

EF _i = Химический коэффициент выбросов i ( gi / милю )

PO = Номинальная выходная мощность двигателя транспортного средства / оборудования ( л.с. )

LF = Коэффициент нагрузки (% от максимальной мощности )

100 = коэффициент для преобразования процентов в дробь

0.002205 = коэффициент преобразования ( фунтов i / gi )

Например, для тягачей с дизельным двигателем, состоящих из семи единиц, каждая с мощностью двигателя 77 л.с., работающих на 56% от их максимальной мощности, в течение всего 1297 часов в год; их фактические годовые выбросы ЛОС составляют:

AE _ЛОС = (0,451 г ЛОС / милю) x 77 л.с. x (56/100) x (1297 часов / год) x (0,002205 фунтов ) / г ЛОС)

= 55,62 фунтов ЛОС / год

Метод 2

Если данные об использовании топлива недоступны, выбросы можно рассчитать путем преобразования расхода топлива в выходную мощность (т.е., лошадиных сил-часов). Фактические выбросы критериальных загрязняющих веществ для конкретного типа оборудования можно рассчитать путем умножения годовой выработки электроэнергии на применимые коэффициенты выбросов.

AE _i = EF _i x [(FC x FD) / BSFC] x 0,002205

Где,

AE _i = Годовые выбросы химических веществ i ( i фунтов в год)

EF _i = Химический i Коэффициент выбросов (г i / л.с.-час)

FC = Расход топлива (галлон / год)

FD = Плотность топлива ( фунтов топлива / гал топлива ) [обратите внимание на значения по умолчанию: 6.09 для бензина, 7,11 для дизельного топлива и 6,8 для реактивного топлива JP-8]

BSFC = Типичный удельный расход топлива на тормоза для транспортного средства / оборудования (фунт топливо / л.с.-час)

0,002205 = коэффициент преобразования (фунт i / g i )

Например, для газонокосилки с дизельным двигателем с BSFC 0,4 фунта / л.с.-час, которая потребляла 416 галлонов дизельного топлива в данном году; его фактические годовые выбросы CO составляют:

AE _CO = (5,01 г CO / л.с.-час) x (416 галлонов топлива / год) x (7.11 фунтов / галлон топлива) x л.с.-час / 0,4 фунта x 0,002205 фунтов / г CO

= 81,67 фунтов CO / год

Метод 3

Когда данные об использовании топлива а коэффициенты выбросов доступны на основе массы загрязнителя на объем потребляемого топлива, можно использовать следующее уравнение:

AE _i = EF _i x FC x 0,002205

Где,

AE _i = Годовые выбросы химических веществ i ( фунтов в год )

EF _i = Химические вещества i Коэффициент выбросов ( gi / л.с.-час )

FC = Расход топлива ( галлонов топлива / год )

0.002205 = коэффициент пересчета ( фунтов i / gi )

Например, годовые выбросы NO _x вилочного погрузчика с дизельным двигателем мощностью 4000 фунтов, использующего 21 галлон дизельного топлива в конкретном году, составляют:

AE _NOx = (4,502 г NO _x / л.

8. Работа воздушных судов

Полетные операции включают посадку и взлет (LTO), касание и движение (TGO) и низкий заход на посадку (LA).Цикл LTO включает в себя руление между ангаром и взлетно-посадочной полосой, взлет и набор высоты, заход на посадку и спуск по местной схеме с последующим приземлением и рулежкой. TGO включает только взлет, набор высоты и заход на посадку. ЛА включают только заход на посадку и набор высоты. Каждое из этих мероприятий имеет фактическую продолжительность и соответствующие коэффициенты выбросов для критериев загрязняющих веществ и прекурсоров, которые основаны на настройках мощности двигателя. Годовые выбросы в результате выполнения полетов можно оценить с помощью Системы моделирования выбросов и рассеивания (EDMS) ФАУ.EDMS предоставляет данные о выбросах от полета и наземного вспомогательного оборудования. Выбросы в полете также можно рассчитать с помощью следующего уравнения:

AE _i = EF _i x (FFR / 1000) x (TIM / 60) x NE x 0,002205

Где,

AE _i = Годовые выбросы химических веществ i ( фунтов в год )

EF _i = Химические выбросы i для авиационного двигателя при определенной настройке

( фунтов на 1000 фунтов топлива)

FFR = расход топлива на двигатель ( фунтов топлива / лет )

1000 = коэффициент для преобразования «фунт / час» в «1000 фунтов / час»

TIM = время в режиме ( мин / цикл )

60 = коэффициент для преобразования минут в часы ( мин / час )

NE = количество двигателей на воздушном судне

Эмиссия в полете включает только эмиссию в зоне невыполнения или технического обслуживания.Выбросы выше высоты смешения для данной области или за ее пределами не учитываются. Три тысячи футов над уровнем земли используются в качестве высоты смешивания по умолчанию, когда более конкретные данные недоступны.

В качестве примера, выбросы CO в режиме выруливания для самолета C-130H с четырьмя двигателями T56-A-15 и 2368 LTO рассчитываются следующим образом:

AE _CO = (3,84 фунтов CO / 1000 фунтов топлива) x 1200 фунтов топлива / час x (0,58 часов / ПВ) x (2368 ПВ / год) x 4 двигателей на самолет

= 25 315 фунтов CO / год

Выбросы от всех пяти режимов работы конкретного двигателя в цикле LTO затем суммируются, чтобы получить общие годовые выбросы от операций LTO.

9. Дороги с твердым покрытием

При движении автомобиля по асфальтированной поверхности, например по дороге или стоянке, образуются выбросы твердых частиц. К прямым выбросам твердых частиц относятся выхлопные газы автомобилей, износ тормозов и шин. Повторно взвешенные сыпучие материалы с дорожного покрытия также способствуют выбросу твердых частиц. AP-42, Сборник источников выбросов загрязнителей воздуха , Раздел 13.2.1 предоставляет коэффициент выбросов для дорог с твердым покрытием, который учитывает только выбросы твердых частиц из ресуспендированных материалов.Модель EPA MOBILE6.2 или MOVES2010 используется для оценки выбросов твердых частиц в выхлопных газах автомобилей, износа тормозов и шин. Следующее уравнение можно использовать для расчета коэффициентов выбросов для конкретного размера при движении транспортного средства по асфальтированной поверхности:

EF _i = k (sL / 2) ^0,98 (W / 3) ^0,53 (S / 30) ^0,16

Где,

EF _i = Коэффициент выбросов для конкретного размера (единицы соответствуют единицам k)

k = Множитель размера частиц для диапазона размеров частиц и единиц измерения (см. Ниже)

sL = Нанесение ила на поверхность дороги (г / м 2)

W = Средняя масса транспортных средств, движущихся по дороге (тонны)

S = Средняя скорость транспортных средств, движущихся по дороге (миль в час)

Показанный выше коэффициент выбросов представляет собой Выбросы твердых частиц из ресуспендированного поверхностного материала от транспортных средств, движущихся по дорогам с твердым покрытием.Чтобы получить коэффициент выбросов, представляющий общие выбросы твердых частиц, коэффициенты выбросов для выхлопных газов, износа тормозов и шин, полученные из модели MOBILE6.2 или MOVES2010 Агентства по охране окружающей среды, следует добавить к коэффициенту выбросов, рассчитанному по эмпирическому уравнению. Затем с помощью этого совокупного коэффициента выбросов можно оценить общие выбросы твердых частиц.

Кроме того, при расчете коэффициента выбросов из приведенного выше уравнения следует использовать средний вес и скорость для всех транспортных средств, движущихся по дороге.Например, если 99 процентов дорожного движения составляют 2-тонные легковые и грузовые автомобили, а оставшийся 1 процент — 20-тонные грузовики, то средний вес «W» составляет 2,2 тонны.

10. Дороги без покрытия

Выбросы твердых частиц возникают в результате движения транспортного средства по грунтовым поверхностям. К прямым выбросам твердых частиц относятся выхлопные газы автомобилей, износ тормозов и шин. Повторно взвешенные сыпучие материалы с дорожного покрытия также способствуют выбросу твердых частиц. AP-42, Сборник источников выбросов загрязнителей воздуха , Раздел 13.2.2 предоставляет коэффициент выбросов для грунтовых дорог, который учитывает только выбросы твердых частиц от ресуспендированных материалов. Модель EPA MOBILE6.2 или MOVES2010 используется для оценки выбросов твердых частиц в выхлопных газах автомобилей, износа тормозов и шин. Для транспортных средств, движущихся по грунтовым поверхностям на промышленных объектах, выбросы оцениваются по следующему уравнению:

E = k (s / 12) ^a (W / 3) ^b

И для транспортных средств, движущихся по общедоступным дорогам. , где преобладают легковые автомобили, выбросы можно оценить с помощью следующего уравнения:

E = [k (s / 12) ^a (S / 30) ^d — C] / [(M / 0.5) ^c ]

Где k, a, b, c и d — эмпирические константы (AP-42, раздел 13.2.2, таблица 13.2.2-2) и

E = коэффициент выбросов для конкретного размера (фунт / VMT )

s = содержание ила в поверхностном материале (% )

W = средняя масса транспортного средства ( тонн )

M = влажность поверхностного материала (% )

S = среднее транспортное средство скорость ( миль / ч )

C = коэффициент выбросов для выхлопных газов автопарка 1980-х годов, износ тормозов и шин

Износ (фунт / VMT) .

Константы k, a, b, c и d можно найти в AP-42, раздел 13.2.2, таблица 13.2.2-2. Таблица 13.2.2-3 содержит диапазон значений содержания ила в поверхностном материале, средней массы транспортного средства, содержания влаги в поверхностном материале и средней скорости транспортного средства. В таблице 13.2.2-4 представлены коэффициенты выбросов для выхлопных газов автопарка 1980-х годов, износа тормозов и шин.

Показанный выше коэффициент выбросов отражает только выбросы твердых частиц из ресуспендированного поверхностного материала от транспортных средств, движущихся по грунтовым дорогам.Чтобы получить коэффициент выбросов, представляющий общие выбросы твердых частиц, коэффициенты выбросов для выхлопных газов, износа тормозов и шин, полученные из модели MOBILE6.2 или MOVES2010 Агентства по охране окружающей среды, следует добавить к коэффициенту выбросов, рассчитанному по эмпирическому уравнению. Затем с помощью этого совокупного коэффициента выбросов можно оценить общие выбросы твердых частиц.

При оценке коэффициента выбросов твердых частиц для ресуспендированного материала от транспортных средств, движущихся по грунтовым покрытиям, должны использоваться средний вес, скорость и количество колес для всех транспортных средств, движущихся по дороге.Например, если 98 процентов дорожного движения составляют 2-тонные легковые и грузовые автомобили, а оставшиеся 2 процента — 20-тонные грузовики, то средний вес составляет 2,4 тонны.

11. Сваи для хранения

Сваи для хранения минералов в совокупности на открытом воздухе обычно остаются открытыми, частично из-за необходимости частой передачи материала на склад или из хранилища. Выбросы твердых частиц возникают в результате загрузки материала на сваю, ветра и выгрузки из сваи. Движение грузовиков и оборудования также формирует выбросы пыли.Выбросы твердых частиц можно оценить с помощью одного из следующих уравнений:

EF _i = [k (0,0016)] x [(U / 2,2) ^1,3 / (M / 2) ^1,4 ] (кг / мегаграмм [Mg])

EF i = [k (0,0032)] [(U / 5) ^1,3 / (M / 2) ^1,4 (фунт / тонна)

Где,

EF _i = Выбросы коэффициент

k = множитель размера частиц (безразмерный)

U = средняя скорость ветра, метры в секунду (м / с) (мили в час [миль / ч])

M = влажность материала (%)

Раздел 13.2.4 AP-42, Сборник источников выбросов загрязнителей воздуха , предоставляет диапазон значений для множителя аэродинамического размера частиц (k), содержания ила (процентов), содержания влаги (процентов) и скорости ветра (м / с и миль в час). ) для расчета коэффициента выбросов из приведенных выше уравнений.

При оценке выбросов от движения оборудования (грузовые автомобили, фронтальные погрузчики, бульдозеры и т. Д.) Между сваями или на сваях рекомендуется использовать уравнения движения транспортных средств по грунтовым поверхностям, которые перечислены в Разделе 13.2.2 АП-42. Для передвижения транспортных средств между складскими сваями следует использовать значения ила (значений) для участков между сваями (которые могут отличаться от значений ила для хранимых материалов).

Наихудшие выбросы от погрузочно-разгрузочных работ обычно происходят в сухих ветреных условиях. Следует использовать методику обработки засушливых условий для Раздела 13.2.2 «Движение транспортных средств по грунтовым дорогам».

Определение, формула и расчет удельного расхода мазута (SFOC)

Определение удельного расхода мазута

Расход мазута на единицу энергии на выходном валу известен как удельный расход мазута.Единицей измерения удельного расхода жидкого топлива является кг / кВтч или г / л / час. 3)
D = скорректированная сила тяжести (т / м3)
h = измерение период, часы
Pe = Тормозная мощность, л.с.

Расчет удельного расхода мазута

Для определения удельного расхода мазута мы должны знать все значения, которые требуются для приведенной выше формулы

> Снимайте показания расходомера мазута за определенный интервал времени, обычно это один час.т.е. ч = 1 час
> Разница между двумя показаниями дает вам объем, т.е. Co
> Плотность мазута указана в накладной бункера или в результате испытания образца, используя это значение, рассчитайте плотность жидкого топлива при температуре около низкий расходомер D
Плотность с поправкой на температуру D = (Плотность мазута при 15 градусах Цельсия) * [1- {(T-15) * 0,00064}]
> Рассчитайте мощность на валу в заданном интервале Pe .6) / (в x Pe)

= 149,03 г / л.с.

Какие методы можно использовать для расчета расхода топлива?

Компания должна определить в плане мониторинга, какая методология мониторинга используется для расчета расхода топлива для каждого типа судна, находящегося в ее ведении, и обеспечить ее последовательное применение после ее выбора.

При выборе методологии мониторинга улучшения от большей точности должны быть сбалансированы с дополнительными затратами.

Используется фактический расход топлива для каждого рейса, который рассчитывается одним из следующих методов:

1. A: накладная на поставку бункерного топлива (BDN) и периодические проверки топливных баков
2. B: Бортовой мониторинг бункерного топливного бака
3. C: Расходомеры для применимых процессов сгорания
4. D: Прямые измерения выбросов

Различные методологии описаны с более подробной информацией в Приложении I Регламента 2015/757, как указано ниже:

А.Расчет выбросов углерода

Для целей расчета выбросов CO2 компании применяют следующую формулу:

Расход топлива × коэффициент выбросов

Расход топлива включает топливо, потребляемое основными двигателями, вспомогательными двигателями, газовыми турбинами, котлами и генераторами инертного газа.

Расход топлива в портах у причала рассчитывается отдельно.

В принципе, должны использоваться значения по умолчанию для коэффициентов выбросов топлива, если компания не решит использовать данные о качестве топлива, изложенные в Примечаниях к поставке бункерного топлива (BDN) и используемые для демонстрации соответствия применимым нормам выбросов серы.

Эти значения по умолчанию для коэффициентов выбросов должны основываться на последних доступных значениях Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). Эти значения могут быть получены из Приложения VI к Регламенту Комиссии (ЕС) № 601/2012 (1).

Соответствующие коэффициенты выбросов должны применяться в отношении биотоплива и альтернативных неископаемых видов топлива.

B. Методы определения выбросов углерода

Компания должна определить в плане мониторинга, какой метод мониторинга следует использовать для расчета расхода топлива для каждого судна, находящегося под ее ответственностью, и обеспечить его последовательное применение после выбора метода.

Используется фактический расход топлива для каждого рейса, который рассчитывается одним из следующих методов:

• (A) накладная на поставку бункерного топлива (BDN) и периодические инвентаризации топливных баков;
• (B) Бортовой мониторинг бункерного топливного бака;
• (C) Расходомеры для применимых процессов сгорания;
• (D) Прямые измерения выбросов CO2.

Любая комбинация этих методов, оцененная проверяющим, может использоваться, если она повышает общую точность измерения.

Метод A: BDN и периодические инвентаризации топливных баков

Этот метод основан на количестве и типе топлива, как определено в BDN, в сочетании с периодическими инвентаризацией топливных баков на основе показаний резервуаров. Топливо в начале периода плюс поставки минус топливо, доступное на конец периода, и топливо без бункеровки между началом периода и концом периода вместе составляют топливо, израсходованное за период.

Период означает время между двумя вызовами порта или время внутри порта.Для топлива, используемого в течение периода, необходимо указать тип топлива и содержание серы.

Этот метод не должен использоваться, когда BDN не доступны на борту судов, особенно когда в качестве топлива используется груз, например, при кипячении сжиженного природного газа (СПГ).

Согласно существующим правилам Приложения VI к Конвенции МАРПОЛ, BDN является обязательным, должен храниться на борту в течение трех лет после доставки бункерного топлива и должен быть легко доступен. Периодическая инвентаризация топливных баков на борту основана на показаниях топливных баков.Он использует таблицы баков, относящиеся к каждому топливному баку, чтобы определить объем на момент считывания показаний топливного бака. Неопределенность, связанная с BDN, должна быть указана в плане мониторинга. Показания топливного бака должны выполняться соответствующими методами, такими как автоматизированные системы, зондирование и погружные ленты. Метод зондирования резервуаров и связанная с этим неопределенность должны быть указаны в плане мониторинга.

Если количество поднятого топлива или количество топлива, оставшегося в баках, определяется в единицах объема, выраженных в литрах, компания должна преобразовать это количество из объема в массу, используя фактические значения плотности.Компания должна определить фактическую плотность, используя одно из следующего:

1. бортовые измерительные системы
2. плотность, измеренная поставщиком топлива при заправке топлива и записанная в топливной накладной или BDN
.
3. плотность, измеренная в ходе испытательного анализа, проведенного в аккредитованной лаборатории по испытанию топлива, если таковая имеется

Фактическая плотность выражается в кг / л и определяется для соответствующей температуры для конкретного измерения.В случаях, когда фактические значения плотности недоступны, должен применяться стандартный коэффициент плотности для соответствующего типа топлива после его оценки проверяющим.

Метод B: Бортовой мониторинг бункерного топливного бака

Этот метод основан на показаниях топливных баков для всех топливных баков на борту. Показания цистерны должны производиться ежедневно, когда судно находится в море, и каждый раз, когда судно заправляется или разгружается.

Суммарные изменения уровня топлива в баке между двумя показаниями составляют топливо, израсходованное за период.

Период означает время между двумя вызовами порта или время внутри порта. Для топлива, используемого в течение периода, необходимо указать тип топлива и содержание серы.

Показания топливного бака должны выполняться соответствующими методами, такими как автоматизированные системы, зондирование и погружные ленты. Метод зондирования резервуаров и связанная с этим неопределенность должны быть указаны в плане мониторинга.

Если количество поднятого топлива или количество топлива, оставшегося в баках, определяется в единицах объема, выраженных в литрах, компания должна преобразовать это количество из объема в массу, используя фактические значения плотности.Компания должна определить фактическую плотность, используя одно из следующего:

1. бортовые измерительные системы
2. плотность, измеренная поставщиком топлива при заправке топлива и записанная в топливной накладной или BDN
.
3. плотность, измеренная в ходе испытательного анализа, проведенного в аккредитованной лаборатории по испытанию топлива, если таковая имеется

Фактическая плотность выражается в кг / л и определяется для соответствующей температуры для конкретного измерения.В случаях, когда фактические значения плотности недоступны, должен применяться стандартный коэффициент плотности для соответствующего типа топлива после его оценки проверяющим.

Метод C: Расходомеры для применимых процессов сгорания

Этот метод основан на измеренных расходах топлива на борту. Данные со всех расходомеров, связанных с соответствующими источниками выбросов CO2, должны быть объединены для определения всего расхода топлива за определенный период.

Период означает время между двумя вызовами порта или время внутри порта.Для топлива, используемого в течение периода, необходимо контролировать тип топлива и содержание серы.

Применяемые методы калибровки и неопределенность, связанная с используемыми расходомерами, должны быть указаны в плане мониторинга.

Если количество потребляемого топлива определяется в единицах объема, выраженных в литрах, компания должна преобразовать это количество из объема в массу, используя фактические значения плотности. Компания должна определить фактическую плотность, используя одно из следующих значений:

• бортовые измерительные системы
• плотность, измеренная поставщиком топлива при заправке топлива и записанная в топливной накладной или BDN
.

Фактическая плотность выражается в кг / л и определяется для соответствующей температуры для конкретного измерения.В случаях, когда фактические значения плотности недоступны, должен применяться стандартный коэффициент плотности для соответствующего типа топлива после его оценки проверяющим.

Метод D: Прямое измерение выбросов CO2

Прямые измерения выбросов CO2 могут использоваться для рейсов и для выбросов CO2, происходящих в портах, находящихся под юрисдикцией государства-члена. Выбросы CO2 включают выбросы CO2 главными двигателями, вспомогательными двигателями, газовыми турбинами, котлами и генераторами инертного газа.Для судов, для которых отчетность основана на этом методе, расход топлива должен быть рассчитан с использованием измеренных выбросов CO2 и применимого коэффициента выбросов для соответствующих видов топлива.

Этот метод основан на определении потоков выбросов CO2 в дымовых трубах (воронках) путем умножения концентрации CO2 в выхлопных газах на поток выхлопных газов.

Применяемые методы калибровки и неопределенность, связанная с используемыми устройствами, должны быть указаны в плане мониторинга.

Источник: Регламент 2015/757 Приложение I

Вернуться ко всем F.A.Q.

Иллюстративная математика

Задача

Министерство энергетики США отслеживает топливную экономичность всех автомобилей, продаваемых в США. У каждого автомобиля есть два значения экономии топлива, одно для измерения эффективности при движении по городу, а другое — для движения по шоссе. Например, Volkswagen Jetta 2012 года проезжает 29,0 миль на галлон (миль на галлон) в городе и 39,0 миль на галлон на шоссе.

Многие банки предоставляют «зеленые автокредиты», где процентная ставка снижается для ссуд на автомобили с высокой комбинированной экономией топлива . Это число не является средним показателем экономии топлива в городе и на шоссе. Скорее, это комбинированная экономия топлива (как определяется федеральным корпоративным стандартом средней экономии топлива) для $ x $ миль на галлон в городе и $ y $ миль на галлон на шоссе, вычисляется как

$$ {\ rm комбинированный} \ {\ rm fuel} \ {\ rm economy} = \ frac {1} {\ frac12 \ left (\ frac1x + \ frac1y \ right)}.

$

1. Каков комбинированный расход топлива Volkswagen Jetta 2012 года выпуска? Ответьте с точностью до одного десятичного знака.
2. Для большинства обычных автомобилей экономия топлива на шоссе на 10 миль на галлон выше, чем экономия топлива в городе. Если мы установим экономию топлива в городе на уровне $ x $ миль на галлон для такого автомобиля, какова будет комбинированная экономия топлива в $ x $? Запишите свой ответ в виде единственной рациональной функции $ a (x) / b (x) $.
3. Перепишите свой ответ из (b) в виде $ q (x) + \ frac {r (x)} {b (x)} $, где $ q (x), r (x) $ и $ b (x) ) $ являются многочленами и степень $ r (x) $ меньше степени $ b (x) $.
4. Используйте свой ответ в пункте (c), чтобы сделать вывод, что если экономия топлива в городе, $ x $, велика, то комбинированная экономия топлива составляет приблизительно x + 5 $.

IM Комментарий

Основная цель этой задачи — переписать простые рациональные выражения в различных формах, чтобы показать различные аспекты выражения в контексте соответствующего реального мира (топливная эффективность автомобиля). Данная форма расчета комбинированной экономии топлива полезна для прямого расчета, но не особенно полезна, если вам нужно приближение. С сокращенной формой $ q (x) + r (x) / b (x) $, легко прочитать приблизительное значение как $ q (x) $, когда $ r (x) / b (x) $ равно небольшой.

Хотя в задаче это прямо не упоминается, учителям может быть полезно знать, что части (a) и (d) предоставляют возможности для иллюстрации стандартного NQ.A.3: Â Выберите уровень точности, соответствующий ограничениям измерения при сообщении количеств . Закон о средней корпоративной экономии топлива (CAFE), принятый для автомобилей, выпущенных в период с 2012 по 2016 год, требует, чтобы вычисления производились с точностью до трех десятичных знаков перед округлением. Большинство производителей автомобилей указывают значения CAFE с точностью до одного десятичного знака, и студентов просят сделать то же самое в части (а).Было бы полезно обсудить, какой уровень точности имеет больше смысла. В части (d) учащиеся могут исследовать, насколько велико значение $ x $, необходимое для приближения, например, в пределах 1 мили на галлон от фактического комбинированная экономия топлива.

Часть (c) может рассматриваться в контексте обучения или исследования. Поскольку для сокращения до $ q (x) + r (x) / b (x) $ не запрашивается и не предлагается какой-либо конкретный метод, учитель может захотеть рассмотреть или представить конкретный метод как часть проблемы.

Некоторые примечания по комбинированной экономии топлива: хотя в задаче этот термин не упоминается, стандарт CAFE определяет комбинированную экономию топлива как гармоническое среднее значение для экономии топлива в городе и на шоссе, как это определено в Федеральном кодексе, Раздел 40 Глава 1 Подраздел Q Часть 600 Подраздел C Раздел 600.206-08 a.3. Это связано с тем, что министерство энергетики измеряет эффективность не в милях на галлон, а в единицах, обратных галлонам на милю. Среднее арифметическое измерений города и шоссе в галлонах на милю точно соответствует гармоническому среднему значению измерений города и шоссе в милях на галлон, что дает формулу в постановке задачи.Ответ Â $ x + 5 $ в части (d) отражает тот факт, что среднее гармоническое значение $ x $ и $ x + 10 $ приближается к среднему арифметическому этих двух величин для больших значений $ x $.

Для справки, текст федерального закона выглядит следующим образом:
«С целью определения средней экономии топлива в соответствии с § 600.510-08, значение комбинированной экономии топлива для конфигурации транспортного средства рассчитывается путем гармонического усреднения города на основе FTP. и значения экономии топлива для автомагистралей на основе HFET «.

Согласно статуту, при вычислении среднего гармонического значения городу немного больше, чем шоссе.Пример расчета приведен в Федеральном кодексе, раздел 40, глава 1, подраздел Q, часть 600, приложение II a.2.

Текущие веб-адреса для текста:
www.law.cornell.edu/cfr/text/40/600.206-08#a
www.law.cornell.edu/cfr/text/40/600/appendix-II

Â

Решение

По крайней мере, по части (b), становится удобнее переписывать выражения в виде $$ \ frac {1} {\ frac12 \ left (\ frac1x + \ frac1y \ right)} = \ frac {2 xy} {x + y}. $$ Мы сделаем это с самого начала, хотя часть (а), безусловно, может быть выполнена с использованием исходной формы выражения.

1. Для $ x = 29,0 $ миль на галлон и $ y = 39,0 $ миль на галлон вычислите, что

   $$ {\ rm комбинированный} \ {\ rm fuel} \ {\ rm economy} = \ frac {2 (29,0) (39,0)} {29,0 + 39,0} \ приблизительно 33,265. $$

   С точностью до одного десятичного знака это 33,3 мили на галлон.

   Отметим, что это упражнение дает возможность уделить пристальное внимание единицам измерения, тем более, что единицы гармонического среднего двух величин не сразу очевидны. Представьте мили на галлон как $ \ frac {\ rm miles} {\ rm gallon} $, то же вычисление, выполненное с единицами измерения, выглядит как

   $$ \ frac {2 \ left (29.2} {\ frac {\ rm мили} {\ rm галлон}} = 33,265 \ frac {\ rm мили} {\ rm галлон}. $

2. Для $ y = x + 10 $ имеем

   $$ {\ rm комбинированный} \ {\ rm fuel} \ {\ rm economy} = \ frac {2x (x + 10)} {2x + 10} = \ frac {2x (x + 10)} {2 (x +5)} = \ frac {x (x + 10)} {(x + 5)}. $

3. Учащийся может рассчитать это сокращение, используя деление в столбик, синтетическое деление или группирование. Для любого метода у нас

   $$ \ frac {x (x + 10)} {(x + 5)} = x + 5- \ frac {25} {x + 5} $$

4. Когда $ x $ большое, $ 25 / (x + 5) $ мало.В частности, когда $ x> 20 $, этот член меньше 1, поэтому приближение $ x + 5 $ находится в пределах 1 миль на галлон от правильного значения комбинированной экономии топлива.

   Â

Как оценить требуемый расход топлива для вашего двигателя.

Ниже перечислены диапазоны BSFC для газовых двигателей, двигателей E85 и метанола со средней эффективностью при максимальной выходной мощности. BSFC двигателя может варьироваться в зависимости от нагрузки и оборотов, эти показатели предназначены для представления максимальной мощности в лошадиных силах.Единица измерения здесь — фунты / л.с. / час.

Бензин .45 — .50
E85 .63 — .70
Метанол .90 — 1.0

Эти значения BSFC можно использовать для расчета потребности в топливе для различных уровней мощности. Приведенное выше число BSFC говорит нам, что нашему бензиновому двигателю требуется 0,50 фунта топлива на каждую лошадиную силу в час. Другими словами, мы знаем, что на каждую лошадиную силу, которую создает наш газовый двигатель, нам потребуется 0,5 фунта топлива в час. Выражаясь формулой, это выглядит так:

Учитывая мощность в лошадиных силах x.50 фунтов топлива / л.с. = фунты топлива для данной мощности

Для расчета расхода топлива для бензинового двигателя мощностью 400 л.с. с BSFC 0,50 фунта / л.с. / час:

400 л.с. x 0,50 = 200 фунтов / час

Чтобы преобразовать эти фунты в час в более значимые галлоны в час, мы используем коэффициент преобразования из фунтов в галлоны, который составляет 6,25 фунтов на 1 галлон газа

200 фунтов / час / 6,25 фунта / галлон = 32 галлона в час

И все! Теперь у вас есть приблизительная пиковая потребность в топливе для вашего двигателя, которая может помочь вам в выборе компонентов топливной системы.

Если вы будете часто выполнять этот расчет, вы можете упростить его, переведя BSFC, который вы предпочитаете для вашего топлива, из обычных единиц измерения фунты / л.с. / час в галлон / л.с. / час. Таким образом, вам нужно будет всего лишь умножить свою мощность в лошадиных силах на эту цифру, чтобы получить показатель GPH, без необходимости впоследствии переводить фунты в галлоны.

BSFC .50 / 6,25 = 0,0800 галлона на мощность в час.

Снова рассчитаем расход топлива для бензинового двигателя мощностью 400 л.с.

400 л.с. x 0,0800 = 32 галлона в час

Помните, что если вы используете E85 или метанол, обязательно используйте эти значения BSFC в своей формуле, а также соответствующее значение преобразования фунт / галлон для выбранного топлива. Чтобы рассчитать пиковое потребление топлива для двигателя E-85 мощностью 800 л.с., мы можно использовать BSFC 0,70 и фунт / галлон 6,59.

800 л.с. x 0,70 = 560 фунтов / час 560 фунтов / час / 6,59 фунтов / галлон = 84,98 галлонов в час

ИЛИ

BSFC.70 / 6,59 = 0,106 галлона на мощность в час

800 * .106 = 84,80 галлонов в час

Примечание. Эти значения расхода в галлонах в час могут показаться высокими по сравнению с вашим ежедневным водителем по шоссе, но помните, что это не средние значения, это расход при максимальной загрузке. Что касается небольших различий в числах между методами, это результат округления разницы.

Что означает этот показатель GPH для моего фильтра?

Если вы используете качественный топливный фильтр, такой как наши фильтры CM, ваш фильтр должен значительно выходить за арматуру и топливные магистрали вашего автомобиля.Наши испытания фильтров показали, что в стандартных приложениях с фитингами оригинального производителя и топливными линиями в диапазоне 3/8 фитинг и размер трубопровода были определяющими факторами для потока.

На примере нашего топливного фильтра 25-902 можно увидеть, как размер фитинга фильтра и размер линии соотносятся с расходом. Этот фильтр оснащен топливными фитингами Ford в оригинальном стиле, которые используются в моделях Mustang 4.6 с модульными двигателями. В нашем тестировании этот изолированный фильтр пропускает около 100 галлонов в час с сопротивлением около 1/2 фунта на квадратный дюйм. Это возможно, потому что фильтрующая среда рассчитана на высокий поток, а точка ограничения ограничена входящими и выходными фитингами стандартного типа, которые находятся на небольшом расстоянии.Сравните это с длинной стандартной топливной магистралью 3/8, идущей к фильтру и от фильтра. Большая длина и изгибы топливопровода означают, что сопротивление потоку намного больше. В этом случае линия подачи сырья не сможет пропускать более 60 галлонов в час без накопления значительного ограничения потока давления.

При планировании системы подачи топлива мы рекомендуем сначала оценить расход топлива, который потребуется вашему двигателю. Затем определите размер линии и насос для поддержки этого потока.Затем выберите качественный топливный фильтр, соответствующий размеру вашего трубопровода, в котором используются высокопоточные высокопроизводительные фильтрующие материалы, такие как наши фильтры CM.

BSFC — отличный инструмент для быстрого изучения взаимосвязи между расходом топлива и мощностью. Даже несмотря на то, что на расход топлива, требуемый при максимальной мощности вашего двигателя, будут влиять несколько переменных, таких как положение дроссельной заслонки, частота вращения и тип всасывания, эти расчеты могут вам помочь.

Загрузите нашу краткую справочную информацию о расходе топлива, чтобы легко найти расход топлива и рекомендуемый размер магистрали для вашего двигателя в зависимости от мощности и типа топлива.

Как рассчитать топливную экономичность вашего трактора

1. Зайдите на http://tractortestlab.unl.edu . Щелкните «Отчеты об испытаниях». На веб-сайте представлены все марки и модели, испытанные в лаборатории с 1999 года. (Печатные отчеты по тракторам, испытанным до 1999 года, доступны для покупки. Свяжитесь с испытательной лабораторией тракторов Небраски, Box 830832, Университет Небраски-Линкольн, Линкольн, NE 68583 -0832, 402 / 472-2442, [адрес электронной почты защищен].)

2. Щелкните марку и модель трактора. Появится соответствующий отчет об испытаниях.

3. Отметьте «Шасси: Тип», чтобы определить категорию трактора (2-привод, вспомогательное движение передних колес, 4-приводное колесо или гусеница). Эта информация включена в повествовательный текст рядом с диаграммами на сайте. Мы разделили тракторы на две категории: пропашные тракторы (2-приводные / с усилителем передних колес) и мощные полноприводные / гусеничные тракторы.

4. Проверьте мощность, чтобы определить размерную категорию. Мы использовали мощность ВОМ (при номинальной частоте вращения двигателя), чтобы определить, относится ли трактор к категории пропашных культур (от 150 до 200 л.с.) или к категории мощных полноприводных двигателей на гусеницу (300+ л.с.). (См. Лабораторную таблицу «Характеристики отбора мощности».) Это число, используемое всеми производителями для подтверждения заявления.

5. Найдите расчетную мощность в лошадиных силах-часах на галлон. Измерение расхода топлива в лошадиных силах-часах на галлон (л.с.-час / галлон) стало стандартом, используемым для сравнения эффективности всех моделей сельскохозяйственных тракторов.При непосредственном измерении это означает, что сжигание одного галлона топлива в тракторе при полной нагрузке и номинальной частоте вращения двигателя дает определенное количество лошадиных сил в течение часа. Чем выше число, тем выше эффективность использования топлива; то есть с заданным количеством топлива выполняется больше работы.

Мы рассмотрели этот рейтинг в двух тестах производительности: характеристиках отбора мощности и сцепного устройства. Мы использовали результаты «Таблицы производительности ВОМ» для определения рейтинга топливной эффективности. Лаборатория утверждает, что рейтинг ВОМ является хорошим показателем, поскольку он рассчитывается для всех тракторов и всегда работает на максимальном уровне.Тем не менее, результаты теста производительности дышла также включены, и в зависимости от того, как вы планируете использовать трактор, это может быть лучшим индикатором топливной экономичности для некоторых тракторов — например, тракторов с очень высокой мощностью, используемых в основном для своих тракторов. грубая тяга, скажем, орудий глубокой обработки почвы. С другой стороны, если трактор используется в основном для работы с ВОМ, то рейтинг ВОМ будет вашим лучшим индикатором, потому что он вряд ли изменится или не будет так сильно зависеть от размера или веса навесного оборудования трактора. тянет.Если вы используете трактор как для работы с валом отбора мощности, так и для обработки почвы, примите во внимание оба рейтинга.

Производительность ВОМ

измеряется при нескольких различных уровнях мощности и скоростях, но для целей сравнения большинство фермеров интересует максимальная мощность при номинальной частоте вращения двигателя. Это самый высокий уровень мощности, который трактор может выдерживать в течение длительного времени, и измеряется в лошадиных силах. У новых тракторов обычно есть рабочий диапазон, который включает максимальную мощность при скорости ниже номинальной.Кроме того, в современных двигателях с высоким крутящим моментом / постоянной мощностью мощность при номинальной частоте вращения ВОМ обычно аналогична мощности при номинальной частоте вращения двигателя.

Как и характеристики ВОМ, характеристики дышла измеряются при разной скорости тяги и на разных передачах. Мощность, измеренная при 75% тяги при максимальной мощности, является разумным отражением производительности при типичных тяжелых полевых работах. При 75% тяги на максимальной мощности у вас все еще будет некоторый запас для тяжелых участков поля. Мы перечисляем количество лошадиных сил на галлон на «третьей передаче» (чтобы показать максимальное тяговое усилие) и «восьмой передаче» (чтобы показать максимальную мощность).

Испытания тягово-сцепного устройства проводятся на бетонных или асфальтовых испытательных трассах, что позволяет обеспечить единообразие в сравнении. В результате цифры в отчетах об испытаниях не совсем те, которые вы могли бы получить в полевых условиях.

Указанные номиналы тягово-сцепного устройства указаны для пробегов с балластом. Если испытание с балластом не проводилось, использовались результаты испытания без балласта (при 1800 об / мин или самой низкой частоте вращения двигателя).

В случаях, когда характеристики идентичны (например, тракторы Case IH и New Holland 4-wd), только один из тракторов был протестирован, и результаты пригодны для обоих, поскольку между ними не было разницы в производительности.

Метод прогнозирования расхода топлива колесных погрузчиков в цикле нагружения V-образного типа

Колесные погрузчики в цикле нагружения V-типа характеризуются сложными условиями нагружения, нелинейной системой силовой передачи и изменяющимся во времени распределением мощности двигателя. Поэтому сложно спрогнозировать расход топлива колесных погрузчиков в цикле погрузки V-образного типа. Статические методы согласования не могут обеспечить прогноз расхода топлива для цикла загрузки.В данной работе предложены метод прогнозирования и модель расхода топлива колесных погрузчиков в V-образном цикле погрузки. Во-первых, данные гидравлической системы были проверены, когда колесный погрузчик загружал три различных материала в типичном цикле погрузки V-образного типа. Во-вторых, тестируемые данные были отфильтрованы фильтром Баттерворта 8-го порядка, и безразмерные уравнения вычета мощности гидравлической энергосистемы для загрузки трех различных материалов были получены с помощью гауссовой и линейной аппроксимации на основе отфильтрованных данных в цикле загрузки.Наконец, с помощью составленной программы динамических расчетов был получен расход топлива, а также входные параметры скорости тестируемого транспортного средства, параметр дроссельной заслонки и безразмерное уравнение. Результаты моделирования хорошо согласуются с результатами экспериментов. Программа динамических расчетов применима для расчета экономии нагрузки и может предоставить академические рекомендации по проектированию и оптимизации колесного погрузчика.

1. Введение

V-образный цикл загрузки топлива — самый важный экономический показатель для колесных погрузчиков.Типичный цикл загрузки V-типа, как показано на рисунке 1, состоит из фазы V1 (движение вперед к материалу), фазы V2 (загрузка материала), фазы V3 (возвращение в исходное положение из материала), фазы V4 (движение на полную мощность). загрузка погрузчика в транспортер), фаза V5 (разгрузка материала) и фаза V6 (возвращение в исходное положение из транспортера) [1].

В системе силовой передачи колесного погрузчика (рис. 2) мощность двигателя передается на три разные части: вспомогательное оборудование, гидравлическую систему и систему трансмиссии.В цикле погрузки V-типа сопротивление движению и сопротивление копанию в основном нагружаются на колесный погрузчик. Один цикл загрузки может содержать одну или несколько загрузок. Распределение мощности двигателя тесно связано с внешними рабочими нагрузками. Колесные погрузчики с V-образным циклом загрузки характеризуются сложными нагрузками, нелинейной системой трансмиссии и переменным во времени распределением мощности двигателя. Поэтому прогнозировать расход топлива сложно [2].

Колесные погрузчики с V-образным циклом погрузки были тщательно изучены.Filla et al. разработала платформу динамического моделирования характеристик, экономичности и работоспособности колесных погрузчиков, объединив модель автоматического управления с моделью оператора [1, 3, 4]. Компания Hemami спланировала оптимальный путь копания, чтобы минимизировать усилие копания и повысить экономичность и эффективность погрузки [5]. Йосави и др. предложил метод расчета начального и конечного положений с помощью симметричной кривой Clothoid и разумно спланировал путь цикла нагружения V-типа [6]. Wu et al. получили оптимальный путь загрузки с помощью испытаний и теоретического анализа, а затем управляли ковшом по пути для повышения топливной экономичности и удобства эксплуатации [7–9].

Цикл нагружения V-образного типа в основном был получен путем испытаний, а прогноз расхода топлива редко получался путем моделирования. Боман получил простую модель, разделив цикл на различные части для расчета расхода топлива V-образного цикла нагрузки, но относительная погрешность была большой и обычно составляла от 10% до 20% [10]. Целью данной статьи является разработка метода точного прогнозирования расхода топлива при загрузке V-образного типа.

Распределение мощности двигателя в цикле нагружения V-образного типа является ключом к изучению расхода топлива колесного погрузчика.Мощность двигателя в основном используется для уравновешивания сопротивления копанию и сопротивления движению, а сопротивление копанию, уравновешенное гидравлической системой, является сложным и непредсказуемым. Такахаши получил кривую силы, когда погрузчик копал некоторые материалы с помощью тестов и метода моделирования, и эта кривая показала сложное нелинейное изменение [11]. Однако потери при транспортировке энергии в гидравлической системе были неизвестны. Поэтому рассчитать мощность гидросистемы было невозможно. Филла получил карту распределения мощности путем моделирования [12].Дебеляк получил распределение мощности двигателя фронтального погрузчика, работающего в V-образном цикле нагружения, посредством теоретического расчета с данными испытаний гидравлической системы [13]. В работе характеристика распределения мощности гидросистемы была получена математическим расчетным методом [13].

Мощность двигателя колесного погрузчика обычно передается на систему трансмиссии, гидравлическую систему и вспомогательное оборудование. В этом документе вычет мощности двигателя определяется как мощность, полученная после вычитания мощности, отведенной на систему трансмиссии, и может представлять распределение мощности двигателя.Вычитание мощности двигателя широко используется при статическом согласовании. В общем, метод статического согласования может быть выражен как

. Это означает, что на определенной передаче скорость транспортного средства может определяться тремя различными параметрами: дроссельной заслонкой, снижением мощности и сопротивлением движению. Другими словами, скорость отражает сопротивление автомобиля движению. Традиционное статическое согласование нельзя использовать для прогнозирования расхода топлива колесного погрузчика в цикле погрузки. Уравнение (1) может быть переписано как Принимая переменные во времени дросселирование, вычитание мощности двигателя и скорость в качестве входных параметров для компиляции программы динамических расчетов на основе традиционной программы согласования, мы получили кривую отношения расхода топлива посредством итеративного согласования.Расход топлива V-образного цикла загрузки может быть получен методом накопления.

2. Динамическое снижение мощности в цикле нагружения V-образного типа

2.1. Тест

Когда колесный погрузчик работает в V-образном цикле погрузки, мощность гидравлической системы изменяется со временем. Давление и поток рабочего насоса и насоса рулевого управления (красный кружок, показанный на рисунке 3) на выходной стороне коробки передач проверяются, когда погрузчик копает песок, камень и гравий. Размещение датчика показано на рисунке 3.Сигналы давления и расхода проверялись датчиками давления и расхода. Входы рабочего насоса и насоса рулевого управления были подключены к баку. Следовательно, следует проверять только одно из входного давления и расхода. Контроллер тестирования может использоваться для сбора данных. Собранные данные хранились во внутреннем запоминающем устройстве контроллера, а частота дискретизации была установлена ​​на 100 Гц.

2.2. Обработка данных гидравлической системы

Сигнал колесного погрузчика — это типичный низкочастотный сигнал, и только стабильная работа с плоской полосой пропускания может гарантировать целостность полезного сигнала максимум.Поэтому для обработки данных был выбран БИХ-цифровой фильтр. Скорость затухания фильтра Баттерворта была ниже, чем у других цифровых БИХ-фильтров, но его скорость затухания была очень плоской без изменения амплитуды. Более высокий порядок означает, что его характеристики ближе к идеальному фильтру нижних частот [14]. Квадратная характеристика фильтра нижних частот Баттерворта может быть выражена следующим образом [15]: где — порядок фильтра, а — частота среза фильтра нижних частот.

Фильтр низких частот масленицы 8-го порядка с частотой среза 2 Гц был выбран для фильтрации данных о давлении на входе и выходе гидравлического насоса, когда колесный погрузчик использовался для загрузки каменного материала в цикле загрузки V-типа. .Результат показан на Рисунке 3.

Как показано на Рисунке 4, представляет собой давление на выходе рабочего насоса; представляет собой давление на выходе насоса рулевого управления; представляет собой давление во впускной трубе. Анализ математической статистики показал, что сигналы давления насоса стали более плавными после фильтрации и что полнота и точность отфильтрованных данных были сохранены (таблица 1). Отфильтрованные данные больше подходят для загрузки модели.

54 Перед фильтрацией После фильтрации 6.702 0.2027 4.539 6.709 0.2027 SD 5,484 5,042 0,071 5,421 5,421 5,421 5,421 0,2146 7,069 8,292 0,2145

После обработки данных потока гидравлического насоса таким же образом, кривые получены и показаны на рисунке 5.

На рисунке 5 показан расход рабочего насоса; расход насоса рулевого управления.

2.3. Расчет снижения мощности

Мощность гидравлических систем рассчитывалась по разнице давлений между входным и выходным потоками гидравлических насосов. Мощность гидравлической системы показывает сложное изменение цикла V-типа и может быть рассчитана как где — перепад давления между входным и выходным давлениями, — объемный расход и — общий КПД.

Отношение мощности гидравлического насоса к номинальной мощности двигателя плюс коэффициент мощности вспомогательного оборудования равняется уменьшению мощности двигателя в цикле нагрузки V-образного типа.Потребляемая мощность аксессуара нелинейна. Но, ограничиваясь условиями технических испытаний, мы упростили коэффициент вспомогательной мощности, который, согласно инженерному опыту, составляет 10%. Вычет мощности двигателя можно рассчитать по (5). Кривая вычета мощности двигателя показана на рисунке 6. Рассмотрим, где вычитается мощность двигателя, коэффициент вычета вспомогательного оборудования, равный 10% в этом документе, мощность рабочего насоса, мощность насоса рулевого управления и номинальная мощность двигателя.

На рисунке 6 вычет мощности во всем цикле нагружения V-образного типа является сложным, и данные не имеют линейной зависимости от времени в каждой фазе.Следовательно, согласование данных о снижении мощности двигателя на каждой фазе с помощью функции нелинейной регрессии может обеспечить хороший эффект согласования.

В ходе теста мы проверили данные, связанные с погрузчиком, при загрузке трех различных материалов (гравий, песок и камень) в цикле V-типа. Можно считать, что условия работы колесного погрузчика остаются неизменными, когда один и тот же водитель управляет одним и тем же колесным погрузчиком, за исключением фазы V2. То есть уменьшение мощности двигателя остается неизменным, за исключением фазы V2.А при загрузке разных материалов движение ковша и скорость транспортного средства мало отличаются, за исключением временных изменений.

Подгоняя каждую фазу цикла загрузки с помощью Matlab Cftool, а также выполняя множество математических тестов, мы обнаружили, что функция Гаусса может точно соответствовать кривой снижения мощности двигателя и что линейная подгонка может гарантировать непрерывность функции между двумя рабочими фазами. Функция Гаусса и линейная функция, соответственно, выражаются следующим образом:

В таблице 2 показаны коэффициенты уравнения безразмерного вычета мощности при загрузке каменного материала., и — коэффициенты подгонки Гаусса, а — коэффициент линейной подгонки.

9039 Коэффициенты 1 2 3 4 5 6 9 6 24,03 21,31 13,28 9,796 9,466 6,36 4.811 2,959 3,408 0,793 3,837 4,279 0,179 0,223 15,5402 0,223 15,5402 0,223 15,5402 2,698 −33,03 112,8 V2 02 48,33 33,14 29,92 12,52 27,17 2,223 4,003 3,628 4,003 3,628 4,003 3,628 3,628 0,344 0,257 0,194 0,271 52,882 0,404 −5.332 65,5 −187,2 V3 2,539 2,539 2,539 2,539 3,311 13,69 0,342 2,229 4,141 3,421 1,824 4,557 6.475 1,844 0,312 0,213 0,317 0,567 0,182 0,208 0,245 8,411 V4 14,69 45,61 8,583 19.56 55,68 -4,651 14,5 4,818 6,307 6,013 4,67 1,125 3,68 1,125 3,68 3,68 3,688 0,9838 0,4431 1,148 2,572 0,008405 0,2713 0,2311 383,5 −5204 −5204 V5 8.936 8,414 4,97 7,579 25,68 8,361 0,212 1,647 0,655 0,655 0,655 0,189 0,214 0,247 0,407 3,251 0,284 −11.5 47,55 -38,56 11392 13,98 9,204 12,923 3,918 4,877 4,455 2,489 2,759 5.795 -0,014 1,078 0,327 0,183 0,345 0,841 0,203 3,687 1,975 9038 9385 9038 99038 на основе данных испытаний (рис. 7) кривая аппроксимирующего уравнения и относительная погрешность напрямую показывают, что уравнение точно описывает вычитание мощности. Таким же образом мы подбираем данные по вычету мощности двигателя при загрузке песчаного материала и каменного материала в фазе V2 с помощью гауссовой и линейной подгонки (таблица 3 и рисунки 8 и 9). −8,361 Материалы Коэффициенты 1 2 3 4 5 6 9408 9 50,08 24,27 10,48 41,7 4,175 3.804 2,588 5,232 1,886 0,6637 0,4567 0,4247 0,7816 0,4247 0,7816 0,7816 0,7816 0,7816 0,7816 100,9 −290,8 Камень 44.45 41,83 30,88 24,53 25,76 68,51 -16,24 18,93 2,367 4,635 2,367 4,635 2,367 4,635 2,367 4,635 2,367 4,635 4,635 3,033 0,300 0,637 0,313 0,301 0,385 14.608 0,294 0,311 2006 −25,65 93,34 2 Расчет расхода топлива 9135 9135 9135 9135 9135 9135 Методика расхода топлива в цикле нагружения V-образного типа описывается следующим образом. 3.1. Математический метод расчета В цикле загрузки V-образного типа коэффициент расхода топлива колесного погрузчика (мл / с) в разное время может быть получен с помощью расчета статического согласования.Каждый дополнительный период s задается как небольшой интервал, а коэффициент расхода топлива (мл / с), умноженный на, равен расходу топлива в пределах интервала,. Это приблизительный расчет. Общий расход топлива (мл) с по Как показано на Рисунке 10, расход топлива в каждом интервале может быть выражен как где и являются, соответственно, расходом топлива временами, и. В фазе замедления водитель ослабляет дроссельную заслонку двигателя и немного тормозит, и преобразователь крутящего момента может работать в режиме обратной передачи, что переводит двигатель в состояние холостого хода. В этом состоянии соотношение расхода топлива равно расходу топлива на холостом ходу (мл / с). Общий расход топлива (мл) в режиме реверсивной трансмиссии равен произведению времени (с) на холостом ходу и: Таким образом, общий расход топлива в цикле нагрузки V-типа можно рассчитать следующим образом: где — количество секций, в которых крутящий момент преобразователь работает в тяговом режиме. 3.2. Динамический расчет На основе вышеупомянутого метода расчета расхода топлива и программы статического согласования мы составили программу динамического расчета для получения характеристик тяги транспортного средства и характеристик расхода топлива в разное время и получили динамическое тяговое усилие и динамическое соотношение расхода топлива в полная фаза цикла загрузки V-образного типа. Блок-схема динамического расчета представлена ​​на рисунке 11. Модель прогнозирования расхода топлива для колесных погрузчиков в цикле погрузки V-образного типа показана на рисунке 12. Имеются следующие настройки моделирования: решатель Bogacki-Shampine с фиксированным шагом; длина шага 0,1 с; общее время итерационных вычислений, которое является продолжительностью цикла нагружения V-типа. В качестве примера рабочих условий погрузки каменного материала входные параметры показаны на рисунке 13. Скорость, дроссельная заслонка и мощность могут быть восстановлены на основе входных параметров для различных колесных погрузчиков. 3.3. Статическое сопоставление Упомянутое выше статическое сопоставление описывается следующим образом.Если мощность двигателя и дроссельная заслонка в данный момент известны, можно получить характеристики статического согласования между двигателем и преобразователем крутящего момента, включая общие входные характеристики, общие выходные характеристики, характеристики тяги и характеристики расхода топлива в данный момент. Блок-схема статического согласования показана на рисунке 14. Тяговая характеристика транспортного средства показывает взаимосвязь между тяговым усилием и скоростью на разных передачах. Характеристика расхода топлива показывает взаимосвязь между коэффициентом расхода топлива и скоростью на разных передачах. После линейной подгонки с данными испытаний двигателя и гидротрансформатора полученные подгоночные кривые показаны соответственно на рисунках 15 и 16. Уравнения (11) и (12) выражают характеристики дроссельной заслонки двигателя и исходные характеристики гидротрансформатора. , соответственно. Учитывая, что условия окружающей среды для экспериментов с двигателем, такие как температура и влажность, аналогичны условиям цикла нагрузки V-типа, мы пренебрегаем влиянием факторов окружающей среды на производительность двигателя.Рассмотрим, где и — крутящий момент двигателя, — мощность двигателя, — удельный расход топлива, и, и — коэффициенты подгонки. Один из них — это передаточное число, коэффициент мощности и эффективность. Баланс сил транспортного средства рассчитывается следующим образом: где — сила тяги, — сопротивление качению, — сопротивление ветру, — сопротивление наклону, и — сопротивление ускорению,. Коэффициент расхода топлива можно рассчитать где — удельный вес топлива. Математическая модель расхода топлива является ключом к прогнозированию расхода топлива V-образного цикла загрузки.Сравнивая расчетный расход топлива во время работы на основе (14) с данными испытаний, как показано на рисунке 17, мы видим, что относительные ошибки составляют 0,62% и 0,51% соответственно. Результаты показывают, что модель точна для прогнозирования расхода топлива. После извлечения дроссельной заслонки двигателя и коэффициента уменьшения мощности в s, достигаются характеристики статического согласования (Рисунок 18). После извлечения данных скорости и передачи в s, переходное тяговое усилие и коэффициент расхода топлива могут быть получены методом интерполяции на основе характеристик тяги и характеристик расхода топлива. 4. Моделирование и результаты На рисунке 19 показаны выходные характеристики двигателя, включая динамическую полную мощность двигателя и удельный расход топлива. На рисунке 20 показаны характеристики расхода топлива, включая соотношение расхода топлива и общий расход топлива. Сравнивая рисунок 19 с рисунком 20, мы можем обнаружить, что тенденция характеристик расхода топлива транспортного средства согласуется с тенденцией динамических характеристик выходной мощности двигателя. Согласно (14), коэффициент расхода топлива пропорционален произведению удельного расхода топлива и полной выходной мощности двигателя.В цикле нагружения V-образного типа изменение удельного расхода топлива невелико. Следовательно, выходная мощность двигателя является решающим фактором в соотношении расхода топлива. Динамическое тяговое усилие в некоторой степени отражает динамические характеристики транспортного средства в цикле нагрузки V-образного типа. Как показано на Рисунке 21, мы можем видеть, что средняя выходная мощность вала турбины выше на холостом ходу или при полной нагрузке, за исключением фазы V5, чем в фазе V2. Причина в том, что более низкая скорость приводит к более низкой выходной мощности от вала турбины в фазе V2, но более высокая сила прилипания для вставляемого материала и более высокая скорость в фазе работы приводят к более высокой средней выходной мощности на холостом ходу и при полной нагрузке. загрузка рабочих фаз. Сравнение расхода топлива между результатами испытаний и результатами моделирования при загрузке различных материалов (песчаник, песок и камень) в цикле нагружения V-типа показано на рисунке 22. В целом кривая моделирования колеблется рядом с кривой испытания, которая верно отражает изменение расхода топлива на каждой фазе цикла загрузки V-образного типа. Относительные погрешности рассчитываются по формуле (15), а сравнение расхода топлива показано на рисунке 23. Рассмотрим, где — проверенный расход топлива и смоделированный расход топлива. Как показано на Рисунке 23, относительные погрешности для различных рабочих условий загрузки песчаника, песка и камня составляют, соответственно, 1,84%, 3,44% и 2,03%, что все ниже, чем требуемая ошибка в инженерии. расчет, 5%. Результат показывает, что степень рыхлости материала тесно связана с расходом топлива: более рыхлый материал означает меньший расход топлива. 5. Выводы (1) Предлагаемый в данной статье метод прогнозирования расхода топлива колесных погрузчиков в цикле загрузки V-типа позволяет точно прогнозировать расход топлива в цикле загрузки V-типа.Относительные погрешности для различных рабочих условий загрузки песчаника, песка и камня составляют, соответственно, 1,84%, 3,44% и 2,03%, что соответствует требованиям инженерных расчетов. No related posts. Похожие записи Разное 20.11.2024 18 Наклейки для защиты автомобильных шин: виды, преимущества, как выбрать и использовать Разное 16.11.2024 19 ЛФК при деформации грудной клетки у детей: эффективные упражнения и методики Разное 15.11.2024 22 Развитие интеллектуальных способностей у дошкольников: современные методики и их эффективность Разное 15.11.2024 18 Программа развития для детей 3-4 лет: формирование ключевых навыков через игру Разное 14.11.2024 17 Здоровый образ жизни для детей: ключевые аспекты и рекомендации Разное 13.11.2024 18 Питание кормящей мамы: что можно и нельзя есть в первый месяц после родов Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт