Термогазодинамическая модель факела топлива для анализа рабочего процесса дизельного двигателя

• Автор: Кулаков, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Одесса
• Количество страниц: 142 c. : ил

Основные условные обозначения

1. ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕШ (ГАЗОДИНАМИКИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

1.1. Развитие методов расчета тепловых процессов в

дизеле
1.2. Формирование и развитие факела топлива - физическая основа объемно-струйного смесеобразования
и сгорания

1.3. Выводы. Задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАЗВИТИЯ И СГОРАНИЯ ЗАКЕЛА *

2.1. Уравнения газовой динамики в интегральной форме

2.2. Уравнения состояния и внутренняя энергия

2.3. Кинетика горения топлива

2.4. Перенос массы, импульса и энергии
2.5. Испарение топлива
2.6. Математическая форма модели факела
Выводы
3. ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗВИТИЯ И СГОРАНИЯ ФАКЕЛА
3.1. Построение расчетной сетки и расчетного объема
3.2. Вычисление потоков масс, импульса и энергии
через грани расчетного объема
3.3. Преобразование уравнений газовой динамики к расчетному виду
3.4. Решение расчетной системы уравнений
3.5. Начальные значения параметров факела
3.6. Результаты численного исследования развития и сгорания факела
Выводы
4. РАСЧЕТ ПО ®КЕПУ ТОПЛИВА ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ДИЗЕЛЯ ПШ ВЖРЕКАМЕРНСМ СМЕСЕОБРАЗОВАНИИ
4.1. Условия в камере сгорания к моменту начала впрыска
4.2. Связь начальных значений параметров факела
с условиями впрыска топлива
4.3. Граничные условия развития факела (параметры
заряда на боковых границах факела)
4.4. Динамика факела и расчет испарения, тепловыделения
и изменения состава газов в камере сгорания
4.5. Расчет изменения во времени параметров газов
в камере сгорания дизеля
4.6. Результаты численного исследования с применением ЭВМ развития тепловых процессов в камере сгорания дизеля
4.7. Определение показателей эффективности расчетных циклов
4.8. Расчетное моделирование и исследование процесса сгорания в опытном дизеле с вихрекамерным
смесеобразованием
Выводы
5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ПРШКЖЕНИЯ
1. Программа расчета по факелу топлива тепловых
процессов в камере сгорания дизеля
2. Пример расчета процесса сгорания в дизеле с непосредственным смесеобразованием Ч 13/14 (ЯМЗ)
3. Пример расчета процесса сгорания в дизеле с вихрекамерным смесеобразованием Ч 7,2/6 (МеМЗ)
ЛИТЕРАТУРА
Матеріали о внедрении результатов работы

Основные условные обозначения
рд^р Д - давление, скорость, плотность и абсолютная температура смеси газообразных компонент в факеле; парциальное давление, скорость, плотность, удель-Й.АЛ ная тепловая внутренняя энергия и температура I -й компоненты факела;
&с>Рт - плотности жидкой и газообразной фаз топлива;
Л5 - расчетный объем и его поверхность;
Гь - единичный нормальный внешний вектор к элементу
поверхности-
- расчетные промежутки времени;

л;, м.
источники (стоки) массы, импульса и энергии за счет химических реакций и испарения топлива;
- потоки массы, импульса и энергии за счет молекулярной и турбулентной диффузии;
„ - удельная скорость выделения энергии при горении и затраты энергии на испарение;
М - молекулярный вес смеси газообразных компонент;
(^1, - молекулярный вес и мольная теплоемкость ь
компоненты факела;
Кг - универсальная газовая постоянная;
Л)т,^о2 “ порядки реакции окисления по топливу и кислороду;
Ат - константа реакции окисления;
Ет - эффективная энергия активации реакции окисления;
[ - количество кислорода, необходимое для полного

сгорания I кг топлива;
Н0 - высшая теплотворная способность топлива;

гдейЕк,Дйгор)Д йи_са находятся в центре (О,К,2. ) расчетного объема ДУ по формулам из исходной системы уравнений (2.63), (2.63), (2.81). й(1,э',К,'Ь) на основании (2.70) вычисляется аналогично вычислению 6(1,3 ,К.,2); вычисление изменения от полусферы к полусфере удельной тепловой внутренней энергии Е (1,3,К,Ь) проводится на основании (2.60).
При преобразовании уравнений' газовой динамики к расчетному виду было принято, что в условиях интенсивного перемешивания в факеле температуры и скорости его газообразных компонент одинаковы. Поэтому индекс I в переменных, задающих температуру и скорость в потоке газообразных компонент, не вводился.
Во время преобразования уравнения сохранения энергии парциальное давление I -й компоненты с помощью уравнений состояния было выражено через суммарное давление в смеси газообразных компонент :
А.= Ь_ л __М Р ,
Л М 1 ЛВ Ль • <3-21)
Полученные уравнения (3.10), (3.19), (3.20) и уравнения для вычисления их членов в узлах расчетной сетки также как исходная система уравнений из главы 2. имеют достаточно общий вид. Они выражают связь параметров потока в факеле в различных узлах расчетной сетки и являются основой' для построения численного решения развития и сгорания факела. Решая эти уравнения, мы находим формулы для нахождения параметров потока в факеле на какой-либо полусфере по параметрам потока на двух предыдущих полусферах.