Диссертация (Улучшение показателей среднеоборотного дизеля путем совершенствования рабочего процесса и использования перспективного метода утилизации теплоты отработавших газов), страница 13

PDF-файл Диссертация (Улучшение показателей среднеоборотного дизеля путем совершенствования рабочего процесса и использования перспективного метода утилизации теплоты отработавших газов), страница 13 Технические науки (12495): Диссертация - Аспирантура и докторантураДиссертация (Улучшение показателей среднеоборотного дизеля путем совершенствования рабочего процесса и использования перспективного метода утилизации 2017-12-21СтудИзба

Нужна помощь в написании диссертации?

Подберём лучшего эксперта, который поможет на всех этапах от выбора темы до защиты диссертации магистра, кандидата или доктора наук!

Описание файла

Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Улучшение показателей среднеоборотного дизеля путем совершенствования рабочего процесса и использования перспективного метода утилизации теплоты отработавших газов". PDF-файл из архива "Улучшение показателей среднеоборотного дизеля путем совершенствования рабочего процесса и использования перспективного метода утилизации теплоты отработавших газов", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "диссертации и авторефераты" в общих файлах, а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 13 страницы из PDF

3.33. Изменение частоты вращения вихря в зависимости от частотывращения коленчатого вала и аппроксимирующие линейныефункции для вихревого числа (показаны тонкими линиями)1093.4.7. Влияние одновременного изменения частоты вращения коленчатоговала и давления на впуске на вихревое число и коэффициент наполнениясреднеоборотного двигателяДля определения влияния частоты вращения коленчатого вала n идавление на входе во впускной канал pin на вихревое число и коэффициентнаполнения была проведена серия численных экспериментов с варьированием nот 400 до 1000 мин-1 и pin от 1 до 5 бар. Температура впускного воздуха 336 К.На стенках каналов заданы граничные условия адиабатности и прилипания.

Всеграничныеиначальныеусловиякромевышеуказанныхзадавалисьидентичными на всех режимах. Результаты моделирования приведены вТаблицах 23-25.Таблица 23.Вихревое число в ВМТ (Uö8S )в зависимости от частоты вращенияколенчатого вала и давления на впуске1200100080060040051.105221.140431.1553941.099211.134921.151081.20141.236331.090481.119121.147611.195521.077931.117581.128731.17621.214911.053611.097121.117181.16061.1911Таблица 24.Вихревое число в момент закрытия впускных клапанов (30 градусов послеНМТ) (UöEóS ) в зависимости от n и pk1200100080060040051.286881.226091.2492241.178221.223751.248311.29921.342131.171451.214071.248581.297221.286881.216061.237451.28691.286911.153781.204431.234441.28231.3255110Таблица 25.Коэффициент наполнения в зависимости от n и pk1200100080060040050.954230.95845620.9583940.953540.95775040.957630.95650.953930.952850.9568570.956550.955520.951180.95535430.955130.95410.951810.948550.95297950.953010.95210.9489Зависимость вихревого движения от оборотов коленчатого вала идавления наддува можно представить в виде степенной зависимости:ö;_/•Jö;_/•J_ FGö;_L5Jö;_L5J_ FGгде= 0.992 Œ= 1.011 Œ£öHâ = 1000мин* ,£Æ_EóS_öHâ = 1223.75мин* .öö FGöö FGÈ.•§È.K•Œ=Œ==DD_ FG=DD_ FGlˆ_öHâ = 4бар,È.È § Ê•È.È•£Æ_ÊK,(3.6),(3.7)8S_öHâ= 1134.92мин* ,3.5.

Моделирование процессов сжатия и сгорания дизеля ЧН26,5/31Моделировалось течение в секторе камеры сгорания. Использоваласьосесимметричная контрольнообъёмная расчётная сетка, которая строилась спомощью программы ESE Diesel. Размер ячейки двухмерной сетки: от 693.5 до746.5 градусов УПКВ – 0.8 мм, на остальных УПКВ – 2 мм. Трёхмерная сеткастроилась поворотом этой сетки вокруг оси цилиндра (Рис. 3.34). Числоконтрольных объёмов: 143 тыс. контрольных объёмов в ВМТ, 423 тыс. – вНМТ.

Для сохранения степени сжатия (так как осесимметричная сетка неучитывает выточки под клапана, выемку в крышке цилиндра и некоторыедругие объёмы) создаётся буферный объём.111Рис. 3.34. Двухмерная расчётная сетка при положении поршня в ВМТ (слева) иНМТ (справа)Начальные условия взяты из нульмерного расчёта (Таблица 13), расчётавпуска (Dn = 1.209), расчёта характеристики впрыскивания (Рис. 3.7). Основныепараметры расчёта приведены в Таблице 26.Таблица 26.Основные параметры расчёта на номинальном режимеШаг по УПКВ, градусовЦикловая подача, г0.2(сгорание)-1(сжатие)2.28, характеристика впрыскивания поРис. 3.7Модель турбулентностиk-ζ-fМодель распада струиWaveМодель испарения капель топливаКритерии сходимости (п.

2.5)Модель сгоранияDukowitzНевязки по давлению 0.01/0.001(705780°); число итераций не менее 5 и неболее 100 (до 705°)/110 (начиная с 705°)ECFM-3ZФактор перемешивания0.6Пристеночные функцииГибридныеМодель теплообменаСтандартная112Расчёт занимает около пяти часов (4-х ядерный процессор Intel Core i5,3.4 GHz; 16 ГБ ОЗУ). Распределение топлива по камере сгорания приведено наРис.

3.35, индикаторная диаграмма и скорость тепловыделения представленына Рис. 3.36-3.37.Рис. 3.37. Распределение топлива (1/αв) по камере сгорания дизеля 1ЧН26,5/31Рис. 3.35. Индикаторная диаграмма дизеля 1ЧН26,5/31113Рис. 3.36. Скорость тепловыделения дизеля 1ЧН26,5/31Видно соответствие экспериментальной и расчётной индикаторнойдиаграмм, особенно до ВМТ, что говорит об адекватности математическоймодели. В то же время, заметно более быстрое снижение расчетного давленияпо сравнению с экспериментальным.3.6. Снижение выбросов оксидов азота с отработавшими газами дизеляВ данном разделе проводится поиск оптимальных вихревого числа, числасопловых отверстий распылителя и формы камеры сгорания.

Цель – снижениеgNOx, ограничения – удельный эффективный расход топлива и максимальноедавление цикла не выше начальных.3.6.1. Влияние вихревого числа на параметры дизеляПроверяем возможность совершенствования дизеля путем изменениязакрутки потока. Проведены расчёты для номинального режима для вихревыхчисел от 0 до 2.5.114Результаты моделирования приведены на Рис. 3.38-3.40 и в Таблице 27.Из рисунков видно, что затухание вихря тем больше, чем больше вихревоечисло. Зависимость вихревого числа от УПКВ для моделирования впускапрактически совпадает с зависимостью при расчёте сектора цилиндра до началасгорания (расчёт впуска моделировался без сгорания).Таблица 27.Результаты моделирования рабочего процесса для разных вихревых чиселDn00.511.2091.522.5ge, г·кВт-1ч-1241.6225.1210.4206.31205.6214.1228.8Ne, кВт282.9303.7324.9331.3332.5319.3298.7gNOx,г·кВт-1ч-113.1513.9114.9416.4718.2317.318.36pz, бар184.9186.5188189.7191.3193.7196.1Рис.

3.38. Распространение топлива в ВМТ (зоны с α меньше 0.5) для разныхвихревых чисел115Рис. 3.39. Индикаторные диаграммы для разных вихревых чисел. Пунктиромпоказано моделирование процесса впуска. УОВТ 15 градусов116Рис. 3.40. Влияние вихревого числа в момент закрытия впускных клапанов наудельныйэффективныйрасходтоплива(ge,г·кВт-1·ч-1),максимальное давление в цилиндре ( pz, бар) и удельные выбросыоксидов азота (gNOx, г·кВт-1·ч-1) на режиме номинальной мощностидизеля ЧН26,5/31Из рисунка видно, что с увеличением вихревого числа увеличиваютсяудельные выбросы оксидов азота и максимальное давление в цилиндре. Такжесуществует оптимально значение вихревого числа с точки зрения минимизациирасхода топлива.

Максимум мощности достигается при текущем вихревомчисле.3.6.2. Выбор числа сопловых отверстий распылителяПроводим моделирование рабочего процесса при разных количествахотверстий распылителя форсунки. При этом диаметры отверстий былиподобраны для сохранения давления впрыскивания. Результаты приведены вТаблице 28 и на Рис. 3.41 (исходное число сопловых отверстий – восемь) .117Таблица 28.Результаты моделирования рабочего процесса для разного числа сопловыхотверстий распылителяЧисло сопловыхотверстий распылителя789101112ge, г/кВт·ч209.7206.31206.4209.0214.2225.2Ne, кВт326331.3331.2327.0319.1303.5gNOx, г/кВт·ч16.5716.46916.2813.8612.5010.07pz, бар191.3189.7190.5191.2191189.4Рис.

3.41. Влияние числа сопловых отверстий распылителя на удельныйэффективный расход топлива (ge), максимальное давление вцилиндре (pz) и удельные выбросы оксидов азота ( gNOx ) на режименоминальной мощности дизеля ЧН26,5/31Из таблицы и рисунка видно, что изменение числа сопловых отверстийприводит к ухудшению расхода топлива, при этом его нельзя снизитьизменением угла опережения впрыскивания топлива, так как это приведёт кещё большему увеличению максимального давления в цилиндре.

Поэтому былооставлено 8 сопловых отверстий.1183.6.3. Выбор размеров камеры сгоранияРассматриваем камеры сгорания типа Гессельман, поскольку онинаиболеераспространенынасреднеоборотныхдизелях.Исследуетсязависимость ge, gNOx и pz от двух размеров камеры сгорания: T и Db (Рис. 3.42).Результаты приведены в Таблице 29.Рис.

3.42 Параметризация камеры сгоранияТаблица 29.Результаты моделирования для различных камер сгоранияgegNOxг/кВт·ч г/кВт·чpz,барT, мм13.515.5238Db, мм17.519.5206.9917.79192208.4616.96190.6210.4914.82188.9243212.6513.18187.3207.8516.63190207.8516.63190.2206.3317.79191.9248212.4113.18187.1209.4214.49188.3206.3116.47189.7204.8918.28191.6253212.1813.18186.8208.6914.66188.5206.0016.30188.9Полужирным обозначены значения для исходной камеры сгорания. Красным – значения больше, чем в исходной камересгорания, зелёным – меньше.119Наиболее соответствуют цели поиска оптимальных значений камерысгорания 1 и 11. Для них подобраны углы опережения впрыскивания топлива,при которых наблюдается наименьший расход топлива при pz не болееисходного (Таблица 30).Таблица 30.Сравнение камер сгоранияНомеркамерысгоранияdef111УОВТ,градусов1515.315.4ge, г/кВт·ч206.31209.05208.33Ne, кВт331.3327.0328.1gNOx, г/кВт·ч16.4714.3914.43pz, бар189.7189.5189.81203.7.

Выводы по главе 31. Разработана методика исследования рабочего процесса среднеоборотногодизеля 1ЧН26,5/31 (ЭД500) согласно следующей последовательности:нульмерное моделирование с целью определения исходных данных длятрехмерного моделирования; моделирование процесса наполнения;моделирование тактов сжатия и сгорания и выбор параметров моделейиспарения капель топлива и сгорания.2. Проведена оценка вихревого числа среднеоборотного двигателя путёммоделированияпроцессоввпускаисжатияипроанализированоизменение вихревого числа и коэффициента наполнения по нагрузочнойхарактеристике.3. Исследовано влияние давления наддува, частоты вращения коленчатоговала и температуры впускного воздуха на вихревое число.

Установлено,чтос увеличением температуры и давления наддувочного воздухавихревое число незначительно увеличивается, а с увеличением частотывращения коленчатого вала - линейно падает. При этом частота вращениявихря растёт пропорционально n0.9.4. Определено значение вихревого числа, обеспечивающее минимальныйрасход топлива в момент закрытия впуска, равное 1.2-1.3.5. По результатам исследования влияния числа сопловых отверстийраспылителя на эффективные показатели дизеля установлено, чтоминимальный удельный расход топлива достигается при восьмисопловых отверстиях.6. Показано, что размеры камеры сгорания заметно влияют на эффективныепоказатели дизеля, в частности установлено, что путём удачного выборагеометрических размеров камеры сгорания можно снизить выбросыоксидов азота на 13%, сохранив при этом значения удельного расходатоплива и максимального давления в цилиндре.121ГЛАВА 4.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯЭФФЕКТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СРЕДНЕОБОРОТНОГО ДИЗЕЛЯ4.1. Термоэлектрический генераторКак уже было сказано, в настоящее время термоэлектрическиегенераторы разрабатываются в основном для автомобильных двигателей,однако начинает развиваться направление ТЭГов для среднеоборотныхдвигателей. В России в МГТУ им. Н.Э. Баумана под руководством академикаА.И.ЛеонтьеваипрофессоровР.З. КавтарадзеиД.О.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
4986
Авторов
на СтудИзбе
471
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее