Повышение эффективности утилизации теплоты и нейтрализации отработавших газов поршневых ДВС путем демпфирования колебаний их температуры

• Автор: Разношинская, Алена Викторовна
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 164 с. : ил.

Основные сокращения и условные обозначения

Глава 1. Утилизация теплоты и снижение токсичности

отработавших газов двигателей мобильной техники

1.1. Утилизация теплоты отработавших газов в поршневых

и комбинированных двигателях внутреннего сгорания

1.1.1. Паросиловые установки

1.1.2. Термоэлектрические генераторы

1.1.3. Двигатели Стирлинга

1.1.4 Воздушные расширительные машины

1.2. Снижение вредных выбросов с отработавшими газами поршневых ДВС

* 1.3. Комплексное решение проблемы утилизации теплоты

и снижения токсичности отработавших газов поршневых ДВС
1.3.1. Каталитический нейтрализатор, совмещенный
с утилизационным двигателем Стирлинга
1.3.2. Поршневые двигатели с внутренним парообразованием
1.4. Влияние режима работы поршневых и комбинированных ДВС Ш на эффективность утилизации тепловых потерь с их отработавшими
газами и эффективность нейтрализации содержащихся в них
вредных веществ
1.5. Тепловые аккумуляторы
1.5.1. Теплоаккумулирующие материалы
1.5.2. Конструкции накопителей теплоты
1.6. Цель и задачи исследования

Глава 2. Физическая, термодинамическая и математическая модели процессов в выпускной системе ДВС, оборудованной демпфером
* колебаний температуры отработавших газов
2.1. Физическая модель процессов в выпускной системе ДВС,
оборудованной демпфером колебаний температуры
отработавших газов
2.1.1. Структура энергии потока отработавших газов,
* выходящих из поршневого ДВС
2.1.2. Структура энергии потока отработавших газов
при прохождении их через демпфер колебаний температуры
2.2. Термодинамика процессов теплообмена в демпфере
колебаний температуры отработавших газов
2.3. Математическая модель процесса теплообмена в демпфере колебаний температуры с фазовым переходом
Глава 3, Результаты исследования демпфера колебаний
температуры отработавших газов
3.1. Экспериментальная установка и методика исследования
(+ 3.1.1. Экспериментальная установка
3.1.2. Методика исследования
3.1.3. Оценка погрешности измерений
3.2. Результаты экспериментального исследования
демпфера колебаний температуры отработавших газов
3.2.1. Оценка адекватности математической модели
демпфера колебаний температуры отработавших газов
* 3.2.2. Влияние различных факторов на демпфирование
колебаний температуры и энергетические показатели
отработавших газов
3.2.2.1. Влияние материала теплоаккумулирующего
вещества
3.2.2.2. Влияние материала стенок трубок демпфера колебаний температуры отработавших газов
3.2.2.3. Влияние диаметра трубок демпфера колебаний температуры отработавших газов
3.2.2.4. Влияние толщины стенок трубок демпфера колебаний температуры отработавших газов
3.2.2.5. Влияние длины трубок демпфера колебаний температуры отработавших газов
3.2.2.6. Определение геометрических параметров демпфера колебаний температуры отработавших газов для работы
в утилизационной системе дизеля КамАЗ-740 и бензинового двигателя УМЗ
Глава 4. Оценка влияния демпфирования колебаний температуры отработавших газов поршневого ДВС на эффективность работы систем утилизации
их теплоты и снижения их токсичности
4.1. Оценка влияния демпфирования колебаний
температуры на эффективность утилизации теплоты
отработавших газов поршневых ДВС
4.1.1. Влияние демпфирования колебаний температуры отработавших газов на эффективность работы утилизационного поршневого двигателя
с внутренним объемным парообразованием
4.1.2. Оценка влияния демпфирования колебаний температуры отработавших газов поршневого ДВС на эффективность работы утилизационного двигателя
Sù Глава
ФИЗИЧЕСКАЯ, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ
* МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ В ВЫПУСКНОЙ СИСТЕМЕ ДВС,
ОБОРУДОВАННОЙ ДЕМПФЕРОМ КОЛЕБАНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
2.1. Физическая модель процессов в выпускной системе ДВС, оборудованной демпфером колебаний температуры отработавших газов
0 При рассмотрении ОГ, выходящих из поршневых ДВС и в последующем проходящих через ДКТ, приходится иметь дело с потоком вещества, т. е. с открытой термодинамической системой. Поскольку движение потока газов через ДКТ сопровождается передачей теплоты от ОГ рабочему телу ДКТ (тепл оаккумулирующему материалу - ТАМ) или, наоборот, - от ТАМ к отработавшим газам, а их движение нельзя считать протекающим достаточно медленно, то, строго говоря, этот процесс является неравновесным. Однако, сделав предположение о квазиравновесности (это предположение в отношении процессов выпуска относится ко второму порядку приближения [13]), можно воспользоваться уравнениями термодинамики для равновесных состояний и получить основные характеристики процессов, не отягчённых неравновесно-стью.
2.1.1. Структура энергии потока отработавших газов,

выходящих из поршневого ДВС
Рассмотрим установившийся поток ОГ с термическими параметрами Тог и рог. Параметры окружающей среды обозначим соответственно Тос и рос. Очевидно, что для ОГ поршневых ДВС и Т0Г>ТОс и p0i>Poc- Наличие градиента потенциалов обуславливает возможность термического и механического (деформационного) взаимодействия ОГ с окружающей средой, т. е. принци-
* пиальную возможность производства работы.