Влияние расслоения обедненной метановоздушной смеси в области электродов свечи зажигания на процессы ее воспламенения и горения

• Автор: Зорин, Владимир Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава Г СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Актуальность проблемы применения природного газа как моторного топлива

1.2. Способы использования природного газа в современных двигателях транспортных машин и имеющиеся проблемы

1.3. Способы интенсификации процесса сгорания в газовых двигателях

1.4. Начальная фаза сгорания и способы ее интенсификации в обедненных газовоздушных смесях

1.4.1. Влияние параметров искрового разряда на развитие начальной фазы сгорания

1.4.2. Расслоение заряда как способ ускорения развития начальной фазы сгорания

1.5. Использование математического моделирования для исследования образования и развития начального очага горения
1.6. Основные задачи исследования
Глава 2. ОДНОМЕРНАЯ ЧЕТЫРЕХЗОННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ИСКРОВОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ МЕТАНОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ПРИ ЕЕ ЛОКАЛЬНОМ ОБОГАЩЕНИИ В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОДОВ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ
2.1. Особенности математической модели и принятые допущения

2.2. Моделирование состава трехкомпонентной смеси с учетом режима работы форсунки, впрыскивающей горючий газ
2.3. Основные уравнения модели
2.4. Начальные и граничные условия
2.5. Выбор основных коэффициентов и констант, проверка модели на адекватность
2.6. Выводы по главе
Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИСКРОВОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ МЕТАНОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ С УЧЕТОМ ЕЕ ЛОКАЛЬНОГО ОБОГАЩЕНИЯ В ЗОНЕ ЗАЖИГАНИЯ
3.1. Влияние вида локально подаваемого газа на состав горючей смеси в области электродов свечи зажигания
3.2. Влияние вида локально подаваемого горючего газа на структуру фронта пламени метановоздушной смеси
3.3. Влияние локального обогащения смеси в зоне электродов свечи зажигания на динамику развития НО горения и характер выхода горения на стационарный режим
3.4. Влияние локальных добавок горючих газов на энергетический баланс начального очага горения
3.5. Способы форсирования начального очага в сравнении с локальным расслоением топливовоздушной смеси
3.6. Влияние режима работы форсунки на время развития начального очага горения
3.7. Теоретическое исследование процесса смешения с основной метановоздушной смесью горючих газов, подаваемых в локальную область электродов свечи зажигания

3.8. Влияние локальных добавок горючих газов на развитие начального очага пламени при изменении состава метановоздушной смеси
3.9. Выводы по главе
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Экспериментальная установка с камерой сгорания постоянного объема
4.1.1. Камера сгорания постоянного объема
4.1.2. Лабораторная система зажигания
4.1.3. Регистрация процессов воспламенения и горения
4.1.4. Узел для подачи горючего газа в область межэлек-тродного зазора
4.1.5. Методика работы с установкой
4.2. Экспериментальная установка для изучения особенностей факелов горючего газа, подаваемого в область электродов свечи зажигания, и методика работы с установкой
4.3. Выводы по главе
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ СМЕСЕЙ ПРИРОДНОГО ГАЗА С ВОЗДУХОМ
ПРИ ЛОКАЛЬНЫХ ДОБАВКАХ ГОРЮЧЕГО ГАЗА В ОБЛАСТЬ
ЭЛЕКТРОДОВ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ
5.1. Результаты экспериментальных исследований влияния локального обогащения топливовоздушной смеси на начальную фазу и последующий процесс сгорания
5.1.1. Влияние вида локально подаваемого горючего газа на развитие начальной фазы сгорания смеси природного газа с воздухом

форсирования развития начальной фазы, а следовательно и всего процесса сгорания метановоздушной смеси за счет улучшения их реакционнокинетических характеристик в зоне формирования начального очага горения. Изменение этих характеристик осуществлялось путем локальных добавок в область электродов свечи зажигания метановоздушной смеси метана. В ходе исследований для сравнения изучалась эффективность локальных добавок в метановоздушную смесь в область межэлектродного зазора водорода и пропана.
Для подробного теоретического изучения влияния различных добавок на развитие НО горения необходимо было создание универсального математического аппарата, описывающего с максимальным приближением к реальности сложный комплекс протекающих физико-химических процессов. Это являлось первым этапом исследования.
Вторым этапом было проведение широких теоретических исследований как с помощью разработанной модели, так и с помощью других моделей, разработанных ранее в ВолгГТУ и адаптированных с учетом задачи исследования.
Для проверки справедливости результатов теоретических исследований, а также для установления ряда факторов, влияющих на процесс форсированного развития начального очага, но не учтенных при математическом моделировании, необходимо было провести серию экспериментов. Создание аппаратурной базы и разработка методики экспериментов явилось важной задачей, решавшейся в ходе выполнения работы.
Наконец, для верификации модели необходимо было проведение большой серии экспериментов и сопоставление их с результатами теоретических исследований.