Теоретические основы неизоэнтропического сжатия в дополнительных поршневых элементах двигательных систем

• Автор: Волов, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 336 с. : ил.

Глава 1. Применение в двигательных системах механических устройств сжатия и нагрева газа

1.1. Нагрев газа при неизоэнтропическом сжатии и его применение

1.1.1. Использование систем перепуска газа в системах ДВС

1.1.2. Нагрев газа в механических устройствах сжатия

1.1.3. Неизоэнтропический нагрев газа при перетекании

1.1.4. Устройства импульсного сжатия для испытаний элементов двигателей и моделирования процессов неизоэнторпического сжатия
1.2. Моделирование термодинамических процессов в двигательных системах неизоэнтропического сжатия

1.2.1. Аналитические решения в двигательных системах с неизоэнтропическим нагревом

1.2.2. Численное моделирование в двигательных системах с неизоэнтропическим нагревом
Выводы

Глава 2. Математическое моделирование в полисекционных системах

2.1. Полисекционная система
2.2. Общие вопросы существования и единственности решения полисекционной системы. Класс решений
2.3. Вопросы устойчивости решения общей системы
2.4. Учет интенсивности радиационного теплообмена при перетекании газа
между секциями
Выводы
Глава 3. Модели различных полисекционных устройств
3.1. Математические модели импульсных полисекционных устройств для изучения процессов горения

3.1.1. Математическая модель одностадийного поршневого устройства для изучения процессов сжатия
3.1.2. Математическая модель двухстадийного поршневого устройства для изучения процессов сжатия топливно-воздушной смеси и испытаний прямоточного двигателя
3.1.3. Математическая модель устройства запуска поршневой установки
3.2. Математические модели двигательных систем с неизоэнтропическим нагревом циклического действия
3.2.1. Математическая модель двигательной системы с постоянной амплитудой движения поршня
3.2.2. Математическая модель системы предварительной подготовки смеси с переменной амплитудой
Выводы
Глава 4. Аналитические решения для полисекционных двигательных систем. Подходы к решению
4.1. Физические принципы работы устройств нагрева с перетеканием газа
4.2. Аналитическое решение системы нелинейных дифференциальных уравнений для поршневой системы (Я5-1)
4.3. Механическая модель устройства предварительной подготовки смеси и следствия из механического представления (Ш-2)
4.4. Идеальный цикл ЯЗ-теплогенератора
4.5. Дополнительные общие вопросы работы устройств неизоэнтропического
сжатия импульсного и непрерывного действия
Выводы
Глава 5. Расчеты поршневых элементов двигателей с неизоэнтропическим
сжатием в полисекционных системах
5.1. Численные расчеты режимов работы импульсных полисекционных систем устройств для изучения процессов сжатия топливно-воздушной смеси

5.1.1. Численные расчеты в одностадийной установке со свободным поршнем для изучения процессов неизоэнтропического сжатия топливновоздушной смеси
5.1.2. Численные расчеты в двухстадийной установке с двумя поршнями
5.1.3. Численные расчеты устройства запуска поршневой установки
5.2. Численные расчеты режимов работы двигательных поршневых систем
циклического действия
Выводы
Глава 6. Экспериментальные исследования двигательных систем

неизоэнтропического сжатия с перепуском газа
6.1. Способ получения изобарического перетекания в двигательных системах и его практическая реализация в установке для изучения процессов сжатия топливно-воздушной смеси
6.2. Экспериментальная установка БП-1 с химическим источником толкающего газа
6.3. Экспериментальные исследования дополнительных двигательных систем

Выводы
Глава 7. Некоторые перспективные направления использования тепловых
машин нагрева с перепуском газа в двигателях и в других областях техники
7.1. Область применения импульсных полисекционных систем неизоэнтропического сжатия
7.1.1. Перспективы использования импульсных поршневых устройств для моделирования процессов в тепловых двигателях
7.1.2. Короткоцилиндровая установка для неизоэнтропического сжатия в ДВС
7.2. Расширение области применения двигательных полисекционных систем

Поршневой ДВС с перепуском в дополнительную камеру (проект) многокаскадное неизоэнтропическое сжатие; импульсно-периодический режим; газовоздушная смесь при д=30атм, Г=900К Работа ДВС на бедных смесях 1998
Теплогенераторы прямого нагрева с постоянной и переменной амплитудой движения поршня многокаскадное неизоэнтропическое сжатие в камерах переменного объема; импульснопериодический режим; воздух прир=1-1000атм, Г=250-1200К Нагреватели, подогреватели смеси газов 2003
В ударных трубах нельзя сжать газ до плотностей, много больших начальных, хотя добиться возникновения излучения в ударной волне вполне возможно [173], [124]. Ударные и импульсные электроразрядные
аэродинамические трубы (в последних реализуется электроразрядный способ нагрева газа [118], [120], [119], подвод энергии осуществляется разрядом конденсаторной батареи) широко используются в лабораторных исследованиях, экспериментальной аэродинамике [118], [210], [121]. Но именно ограничения на плотность газа, наряду с большими габаритами, сдерживают применение этих типов устройств как оптических излучателей. Немаловажно, что при работе ударных труб используется дорогостоящий газ - гелий, а в импульсных аэродинамических трубах с электроразрядом поток рабочего газа сильно загрязнен металлическими включениями [250].
Поскольку для идеального газа увеличение температуры в системе связывается с возрастанием плотности и энтропии
птггЬ»'аГ'.
где ро и р - плотность газа до и после сжатия, у - показатель адиабаты, -удельный рост энтропии х определяется как:
Х= ехр(Ду/с„),
где Ая - увеличение удельной энтропии, - удельная теплоемкость при постоянном объеме. В связи с тем, что для адиабатического изоэнтропического сжатия х = 1» а ДОЯ неизоэнтропического % > 1> в литературе все чаще