Сверхадиабатическое сжатие газовых смесей в баллистических установках

• Автор: Николаев, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Литературный обзор
Глава 1. Сверхадиабатическое сжатие газа в баллистических установках со свободными поршнями
1.1. Модель расчетов
1.2. Сверхадиабатическое сжатие в драйвере с двойной диафрагмой
1.3. Сверхадиабатическое сжатие в драйвере с дополнительны перфорированным поршнем
1.4. Основные результаты
Рисунки к первой главе
Глава 2. Сверхадиабатическое сжатие в цилиндре двигателя внутреннего
сгорания
2.1. Способы сверхадиабатического сжатия
2.2. Двухстадийное сжатие
2.3. Модель расчетов
2.4. Режим двухстадийного сжатия
2.5. Сжатие с внутренней рекуперацией тепла
2.6. Экспериментальное моделирование сверхадиабатического сжатия применительно к ДВС
2.7. Основные результаты
Рисунки ко второй главе
Глава 3. Экспериментальная методика определения пределов
воспламенения и горения газовых смесей
3.1. Исследование пределов воспламенения и горения газовых смесей
3.2. Теоретический анализ
Рисунки к третьей главе

Глава 4. Испарение топлива при его инжектировании в цилиндр двигателя внутреннего сгорания
4.1. Модель расчетов
4.2. Обычный впуск смеси
4.3. Разделенный впуск
4.4. Впуск топлива в разреженный цилиндр
4.5. Сверхадиабатическое сжатие
t 4.6. Основные результаты
Рисунки к четвертой главе
Глава 5. Химический реактор сверхадиабатического сжатия
5.1. Суммарная кинетика окисления метана
5.2. Модель расчетов
5.3. Парциальное окисление метана в ХРСС с двумя тактами сжатия
5.4. Экспериментальная установка
5.5. Результаты расчета эксперимента
5.6. Воспламенение однородных смесей
5.7. Стратифицированный заряд
5.8. Разделенный заряд
5.9. Основные результаты
Рисунки к пятой главе
t Основные результаты и выводы
Литература
Баллистические установки импульсного сжатия широко применяются для научных исследований и в технике. Например, установки адиабатического сжатия со свободным поршнем используются для исследования задержек воспламенения топливно-воздушных смесей (ТВС), моделирования процесса горения в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и химическом реакторе сжатия (ХРС). Для получения "горячей" высокоплотной плазмы с температурой порядка 5000-15000К при давлении до ЮООатм созданы баллистические плазмотроны. Плазма с такими параметрами является источником мощного ультрафиолетового и видимого излучения и может быть эффективно использована для оптической накачки лазеров, обработки поверхности и закалки инструментов и т.д. Для получения гиперзвуковых потоков разработаны уникальные установки импульсного действия -гиперзвуковые ударные трубы расширения, состоящие собственно из ударной трубы, трубы ускорения и сопла расширения (испытательной камеры), в которых для нагрева толкающего газа гелия применяется баллистический драйвер (компрессор) со свободным поршнем. Основная проблема, связанная с необходимостью существенного повышения энергоемкости баллистических установок, увеличения температуры сжатия, может быть решена на пути оптимизации внутрибаллистического процесса и нахождения новых конструктивных решений.
Баллистические установки циклического действия, к которым относятся и ДВС, широко применяются в транспорте и энергетике. Применительно к ДВС основные проблемы связаны с увеличением экономичности и удельной мощности двигателей, уменьшением выбросов вредных веществ в окружающую среду. Решение данных проблем возможно на пути применения многостадийного (в частности, двухстадийного) сжатия газа или сжатия с внутренней рекуперацией тепла с увеличением энтропии

* 180 160 140
0 5 10 15 m,rp
(Ь)

Рис. 1.13. Зависимость максимальной температуры (а) и давления сжатия (Ь) от начальной массы рабочего газа: для установки с дополнительным перфорированным поршнем, в объеме между перфорированным поршнем и стенкой (1), между поршнями (2), для установки с промежуточной двойной диафрагмой при Р^=50атм, Рг=100атм щ (3), для исходного драйвера (4).