Физические основы и математическое моделирование процессов сажевыделения и теплового излучения в дизелях

• Автор: Батурин, Сергей Ануфриевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1982
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 441 с.

1. ОЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Литература

2. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЗУЛЬТИРУЮЩЕГО САЖЕВЫДЕЛЕНИЯ И ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ДИЗЕЛЬНОГО ПЛАМЕНИ

2.1. Теоретический анализ структуры и оптических свойств светящихся сажистых пламён

2.2. Физические основы метода лазерного оптического индуцирования цилиндра дизеля

2.3. Физическая модель и схема расчета нестационарного плоского температурного поля в камере сгорания дизеля
2.4. Специальный измерительный комплекс, методика эксперимента и обработка опытных данных

2.5. Оценка погрешности метода и рекомендации по его применению

2.6. Литература

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗУЛЬТИРУЮЩЕГО САЖЕБЫДЕЛЕШЯ В ЦИЛИНДРАХ ДИЗЕЛЕЙ РАЗНОГО ТИПА И НАЗНАЧЕНИЯ
3.1. Влияние нагрузочного и скоростного режимов работы
3.2. Влияние регулировочных,конструктивных и эксплуатационных факторов
3.3. Исследование эффективности работы дизеля на водо -топливных эмульсиях
3.4. Исследование динамики сажевыделения в переходных процессах пуска двигателя
3.5. Обобщенный анализ процесса сажевыделения в дизелях
3.6. Выводы и рекомендации
3.7. Литература

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБРАЗОВАНИЯ И ВЫГОРАНИЯ САЖИ В
ЦИЛИНДРЕ ДИЗЕЛЯ
4.1. Состав,структура и свойства конденсированного продукта сгорания
4.1.1. Форма и дисперсность сажи
4.1.2. Структура и физико-химические свойства
сажи
4.2. Образование сажи при пиролизе углеводородов
4.3. Физико-химический многостадийный механизм образования сажи в дизелях
4.3.1. Первичное разложение топлива
4.3.2. Крекинг индивидуальных углеводородов
4.3.3. Образование химических радикалов-заро -дышей
4.3.4. Образование физического зародыша
4.3.5. Поверхностный рост частиц
4.4. Физико-химический механизм выгорания сажи в дизеле
4.5. Математическая модель и методика расчёта результирующего сажевыделения в цилиндре и дымности отработавших газов дизеля
4.6. Аналитическое исследование мгновенного сажевыделения в дизелях
4.7. Выводы
4.8. Литература
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
РАДИАЦИОННОГО ТЕПЛООБМЕНА В ДИЗЕЛЯХ
5.1. Физические особенности и определяющие характеристики теплового излучения в дизелях

5.И. Анализ результатов экспериментального исследования основных характеристик теплового излучения в цилиндре дизеля
5.2.1. Спектральная степень черноты
5.2.2. Действительная и среднемассовая температура излучателя
5.2.3. Йзлучательные характеристики при переходных процессах
5.3. Аналитические методы определения излучательных характеристик дизельного пламени
5.4. Физико-математическое моделирование локального радиационного теплообмена в замкнутой цилиндрической системе
5.5. Постановка и решение фундаментальной задачи о локальном нестационарном радиационном теплообмене
в цилиндре дизеля
5.5.1. Постановка фундаментальной задачи
5.5.2. Решение
5.5.3. Расчет геометрических локальных угловых коэффициентов излучения ..,
5.5.4. Расчет средних угловых коэффициетов излучения
5.6. Применение итерационно-зонального метода к численному исследованию радиационного теплообмена в
дизелях
5.6.1. Решение контрольной задачи
5.6.2. Лучистый теплообмен в дизеле с камерой сгорания
" Гессельман "
5.6.3. Численный анализ излучающей системы датчика-радиометра

излучения абсолютно чёрного тела при. температуре "П на длинах волн Ха и Хг.*
Взяв отношение спектральных интенсивностей излучения с учётом г получим:
3«СТ0 _ М^=... =соп51.
Тм (то Зм(т,)
или, введя дополнительные обозначения:
По (Х-1, Хг} Тл) = Па (^КЛ) Хе.ПХ) =Пг(Хл, Хг.Тл^)= ... = СОПб! (/5) Применяя закон Планка- или приближение Вша и, подставляя значения интенсивностей спектрального излучения в /15/, легко получить расчётное уравнение для определения температуры излучателя в следующем виде:
Т Са.(Х^-Ь) _ (к)
‘'ХуХ^РСчцтл-сх^Г
где: С£=1,4387*102‘мтрад.; П ^;ХЬ Т)= (Т-,) “ отношение монохроматических излучений дизельного пламени на. выбранных длинах волн Ха и Х^.
Функция П^Х^Х^ Т) определяется экспериментально, а функция По (х,, Х^Ти) рассчитывается для штервала ожидаемых температур. Осуществляя сравнение этих двух функций машинным или графическим способом, находится температура, при которой по условию /15/:
По(ЦЦТ) »П(а,,Х..т) С«)
Как было отмечено в предыдущем разделе 2.1, температура, измеряемая описанным способом, представляет собой среднеоптическую температуру сажистых частиц, которая ближе к максимальной, чем к среднемассовой температуре. Последнее предположение основывается на том, что интенсивно излучать видимый свет могут только час-■ тицы с достаточно высокой температурой, а фотоэлектронный приём-