Методика определения локальных граничных условий со стороны охлаждения при расчете температурных полей крышек цилиндров двигателей

• Автор: Маластовский, Николай Сергеевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ КРЫШЕК ЦИЛИНДРОВ СРЕДНЕОБОРОТНЫХ 8 ТЕПЛОВОЗНЫХ И СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
1.1. Особенности конструкции крышек цилиндров среднеоборотных

тепловозных и судовых дизелей
1.2. Моделирование теплового состояния крышек цилиндров

двигателей
1.2.1. Математическое моделирование теплового состояния

крышек цилиндра
1.2.2. Математическое моделирование гидродинамики в полости

охлаждения крышек цилиндра
1.3. Моделирование теплообмена на границе раздела сред
1.3.1. Зависимости для суммарного теплового потока
1.3.2. Зависимости для составляющих теплового потока
1.4. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методика определения температурного поля крышки цилиндра с

уточненными граничными условиями со стороны охлаждения
2.1.1. Постановка задачи конвективного теплообмена
2.1.2. Алгоритм определения температурного поля крышки цилиндра

2.2. Математическое моделирование теплообмена
2.2.1. Моделирование температурного поля деталей ДВС
2.2.2. Математическая модель расчета гидродинамики жидкости

в полости охлаждения крышки цилиндра двигателя
2.3. Использование модели кипения в задачах теплообмена в ДВС
2.3.1. Отрывной диаметр пузырька пара
2.3.2. Частота отрыва пузырьков от обогреваемой поверхности—
2.3.3. Зависимость для числа центров парообразования
2.3.4. Коэффициент теплоотдачи при нестационарной

теплопроводности
ГЛАВА 3. ВЕРИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
3.1. Верификация модели теплообмена применительно к крышкам

цилиндров двигателей
3.2. Экспериментальное исследование гидродинамики жидкости в полости охлаждения и теплового состояния крышки цилиндра 95 двигателя типа ЧН 30/
3.2.1. Моделирование процессов в условиях безмоторного

стенда
3.2.2. Проведение физического эксперимента
3.2.3. Сравнение результатов расчета с результатами эксперимента
ГЛАВА 4. РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ

ПОЛЕЙ В КРЫШКАХ ЦИЛИНДРОВ
4.1. Тепловые граничные условия на поверхностях теплообмена крышки цилиндра

4.1.1. Граничные условия со стороны камеры сгорания
4.1.2. Граничные условия со стороны газовоздушных каналов—
4.2. Определение конвективной составляющей теплового потока при решении задачи о нахождении температурного поля крышки
цилиндра
4.2.1. Расчет гидродинамики охлаждающей жидкости при обтекании цилиндра двигателя - определение уточненных
граничных условий на входе в крышку цилиндра
4.2.2. Определение конвективного коэффициента теплоотдачи при расчете циркуляции жидкости в полости крышки цилиндра-
4.3. Расчет температурного поля крышки цилиндра
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ №

величиной, то Гнкнп - температура начала развитого кипения жидкости определяется, исходя из соотношения для соответствующей плотности теплового потока
*7н.кип 1-4 - *71 ту.’
где ; - плотность теплового потока при температуре насыщения.
Для обеспечения равенства величин теплового потока в граничных точках модели Боуринг Р. использовал следующие условия совместности:
Я IV = Чконв при Тн, = Т5а(,
Чу/ ~~ ^н.кип При Тп, — ^н кип •
Согласно этой модели: дконь > 0 для Ги, < Тнкш и дконв = 0 при Т„ = Тн шп .
Более совершенной представляется модель, предложенная Ченом Дж. [52] ^7и,=F■g, , (1-23)
4 4 конв 1 кип 5 4 '
где Р, £ — дополнительные величины, описывающие прирост конвективного теплового потока, и снижение теплового потока для кипения в зависимости оз-режима течения рассчитываются по зависимостям:

Л-|0.
1 + РГу- -| ~-

1 + 0.055 • Рол ■ 11е^
Такой подход представляется более совершенным ввиду учета значительного числа факторов, влияющих на соотношение составляющих теплового потока.
К моделям следующего уровня следует отнести зависимость, предложенную Кутателадзе С.С. [22]
^КОІІВ акип ■ (1-24)