Masalah sains dan pendidikan modern. Dinamika gas pipa knalpot resonan Proses dinamis gas di knalpot mesin

Penggunaan resonansi pipa knalpot pada model motor dari semua kelas memungkinkan Anda untuk secara dramatis meningkatkan hasil kompetisi olahraga. Namun, parameter geometris pipa ditentukan, sebagai suatu peraturan, dengan coba-coba, karena sejauh ini tidak ada pemahaman yang jelas dan interpretasi yang jelas tentang proses yang terjadi dalam perangkat dinamika gas ini. Dan dalam beberapa sumber informasi tentang hal ini, kesimpulan yang saling bertentangan diberikan yang memiliki interpretasi yang sewenang-wenang.

Untuk studi mendetail tentang proses di pipa knalpot yang disetel, instalasi khusus telah dibuat. Ini terdiri dari dudukan untuk menghidupkan mesin, adaptor pipa motor dengan alat kelengkapan untuk pengambilan sampel tekanan statis dan dinamis, dua sensor piezoelektrik, osiloskop dua balok C1-99, kamera, pipa knalpot resonan dari mesin R-15 dengan sebuah "teleskop" dan pipa buatan sendiri dengan permukaan yang menghitam dan isolasi termal tambahan.

Tekanan pada pipa di area pembuangan ditentukan sebagai berikut: motor dibawa ke kecepatan resonansi (26000 rpm), data dari sensor piezoelektrik yang terhubung ke keran tekanan ditampilkan pada osiloskop, frekuensi sapuannya disinkronkan dengan kecepatan mesin, dan osilogram direkam pada film fotografi.

Setelah mengembangkan film dalam pengembang kontras, gambar dipindahkan ke kertas kalkir pada skala layar osiloskop. Hasil untuk pipa dari mesin R-15 ditunjukkan pada Gambar 1 dan untuk pipa buatan sendiri dengan penghitam dan insulasi panas tambahan - pada Gambar 2.

Di tangga lagu:

R dyn - tekanan dinamis, R st - tekanan statis. OVO - membuka jendela knalpot, BDC - titik mati bawah, ZVO - menutup jendela knalpot.

Analisis kurva mengungkapkan distribusi tekanan saluran masuk tabung resonansi sebagai fungsi dari fase poros engkol. Kenaikan tekanan dinamik dari bukaan exhaust port dengan diameter pipa outlet 5 mm terjadi pada R-15 sampai kira-kira 80°. Dan minimumnya berada dalam jarak 50 ° - 60 ° dari yang lebih rendah pusat mati pada pukulan maksimum. Peningkatan tekanan pada gelombang pantulan (dari minimum) pada saat penutupan jendela knalpot adalah sekitar 20% dari nilai maksimum P. Penundaan aksi gelombang gas buang yang dipantulkan adalah dari 80 hingga 90 °. Tekanan statis ditandai dengan peningkatan dalam 22° dari "dataran tinggi" pada grafik hingga 62° dari saat port pembuangan terbuka, dengan minimum terletak di 3° dari saat titik mati bawah. Jelas, dalam kasus penggunaan pipa knalpot yang serupa, fluktuasi blowdown terjadi pada 3° ... 20° setelah titik mati bawah, dan sama sekali tidak pada 30° setelah pembukaan jendela knalpot, seperti yang diperkirakan sebelumnya.

Data studi pipa buatan sendiri berbeda dengan data R-15. Peningkatan tekanan dinamis hingga 65° dari saat port pembuangan dibuka disertai dengan minimum yang terletak 66° setelah titik mati bawah. Dalam hal ini, peningkatan tekanan gelombang pantulan dari minimum sekitar 23%. Keterlambatan aksi gas buang lebih sedikit, yang mungkin disebabkan oleh peningkatan suhu dalam sistem yang diisolasi secara termal, dan sekitar 54°. Fluktuasi pembersihan tercatat pada 10° setelah titik mati bawah.

Membandingkan grafik, terlihat bahwa tekanan statis pada pipa berinsulasi panas pada saat menutup jendela knalpot lebih kecil dari pada R-15. Namun, tekanan dinamis memiliki gelombang pantulan maksimum 54° setelah lubang pembuangan ditutup, dan pada R-15 maksimum ini digeser sebanyak 90"! Perbedaan tersebut terkait dengan perbedaan diameter pipa knalpot: pada R-15, sebagaimana telah disebutkan, diameternya adalah 5 mm, dan pada yang berinsulasi panas - 6,5 mm. Selain itu, karena geometri pipa R-15 yang ditingkatkan, ia memiliki faktor pemulihan tekanan statis yang lebih tinggi.

Efisiensi pipa knalpot resonan sangat bergantung pada parameter geometris pipa itu sendiri, bagian pipa knalpot mesin, rezim suhu dan waktu katup.

Penggunaan counter-reflektor dan pemilihan rezim suhu pipa knalpot resonansi akan memungkinkan untuk menggeser tekanan maksimum gelombang gas buang yang dipantulkan pada saat jendela knalpot ditutup dan dengan demikian meningkatkan efisiensinya secara tajam.

Supercharging gas-dinamis mencakup cara untuk meningkatkan densitas muatan pada asupan melalui penggunaan:

energi kinetik udara yang bergerak relatif terhadap perangkat penerima, di mana ia diubah menjadi energi tekanan potensial ketika aliran diperlambat - pengisian super;

· proses gelombang dalam saluran pipa masuk – .

Dalam siklus termodinamika mesin aspirasi alami, permulaan proses kompresi terjadi pada tekanan P 0 , (sama dengan atmosfer). Dalam siklus termodinamika mesin piston supercharged gas-dinamis, proses kompresi dimulai pada tekanan p k, karena peningkatan tekanan fluida kerja di luar silinder dari P 0 sampai p k. Ini karena konversi energi kinetik dan energi proses gelombang di luar silinder menjadi energi potensial tekanan.

Salah satu sumber energi untuk meningkatkan tekanan pada awal kompresi dapat berupa energi aliran udara yang datang, yang terjadi selama pergerakan pesawat, mobil, dan sarana lainnya. Karenanya, dorongan dalam kasus ini disebut kecepatan tinggi.

dorongan kecepatan tinggi didasarkan pada hukum aerodinamis transformasi head kecepatan aliran udara menjadi tekanan statis. Secara struktural diimplementasikan dalam bentuk pipa intake udara diffuser yang diarahkan ke aliran udara saat bergerak. kendaraan. Secara teoritis tekanan meningkat Δ p k=p k - P 0 tergantung pada kecepatan C n dan kerapatan ρ 0 dari aliran udara masuk (bergerak).

Supercharging berkecepatan tinggi menemukan aplikasi terutama pada pesawat dengan mesin piston dan mobil sport, di mana kecepatannya lebih dari 200 km/jam (56 m/s).

Jenis supercharging mesin gas-dinamis berikut ini didasarkan pada penggunaan proses inersia dan gelombang dalam sistem pemasukan mesin.

Dorongan inersia atau dinamis terjadi pada kecepatan muatan segar yang relatif tinggi di dalam pipa C tr. Dalam hal ini, persamaan (2.1) berbentuk

di mana ξ t adalah koefisien yang memperhitungkan resistensi terhadap pergerakan gas sepanjang dan lokal.

Kecepatan nyata C tr aliran gas di pipa masuk, untuk menghindari peningkatan kerugian aerodinamis dan penurunan pengisian silinder dengan muatan segar, tidak boleh melebihi 30 ... 50 m / s.

Periodisitas proses dalam silinder mesin bolak-balik adalah penyebab fenomena dinamis osilasi di jalur gas-udara. Fenomena ini dapat digunakan untuk meningkatkan indikator utama mesin secara signifikan (tenaga liter dan efisiensi.

Proses inersia selalu disertai dengan proses gelombang (fluktuasi tekanan) yang dihasilkan dari pembukaan dan penutupan katup saluran masuk sistem pertukaran gas secara berkala, serta gerakan bolak-balik piston.

Pada tahap awal asupan, ruang hampa dibuat di pipa saluran masuk di depan katup, dan gelombang penghalusan yang sesuai, mencapai ujung yang berlawanan dari pipa saluran masuk individu, dipantulkan oleh gelombang kompresi. Dengan memilih panjang dan bagian aliran dari masing-masing pipa, kedatangan gelombang ini ke silinder dapat dicapai pada saat yang paling menguntungkan sebelum penutupan katup, yang secara signifikan akan meningkatkan faktor pengisian dan, akibatnya, torsi. Aku mesin.

Pada ara. 2.1. menunjukkan diagram sistem intake yang disetel. Melalui intake manifold, melewati katup throttle, udara memasuki penerima asupan, dan darinya - pipa saluran masuk dengan panjang yang ditentukan ke masing-masing dari empat silinder.

Dalam praktiknya, fenomena ini digunakan pada mesin asing (Gbr. 2.2), serta mesin dalam negeri untuk mobil dengan saluran masuk individu yang disetel (mis. Mesin ZMZ), serta pada mesin diesel 2Ch8.5 / 11 dari generator listrik stasioner, yang memiliki satu saluran pipa yang disetel untuk dua silinder.

Efisiensi terbesar dari tekanan gas-dinamis terjadi dengan saluran pipa individu yang panjang. Tingkatkan tekanan tergantung pada pencocokan kecepatan engine N, panjang pipa L tr dan sudut

penundaan penutupan katup masuk (bodi) φ A. Parameter ini terkait

di mana kecepatan suara lokal; k=1,4 – indeks adiabatik; R= 0,287 kJ/(kg∙deg.); T adalah suhu gas rata-rata selama periode tekanan.

Proses gelombang dan inersia dapat memberikan peningkatan muatan yang nyata ke dalam silinder pada bukaan katup yang besar atau dalam bentuk peningkatan pengisian ulang pada langkah kompresi. Penerapan supercharging gas-dinamis yang efektif hanya dimungkinkan untuk kisaran kecepatan engine yang sempit. Kombinasi valve timing dan panjang pipa intake harus menghasilkan rasio pengisian tertinggi. Pilihan parameter ini disebut pengaturan sistem asupan. Ini memungkinkan Anda untuk meningkatkan tenaga mesin sebesar 25 ... 30%. Untuk menjaga efisiensi supercharging gas-dinamis dalam rentang kecepatan rotasi yang lebih luas poros engkol dapat digunakan berbagai cara, secara khusus:

penerapan pipa dengan panjang variabel l tr (misalnya, teleskopik);

beralih dari pipa pendek ke pipa panjang;

Kontrol otomatis waktu katup, dll.

Namun, penggunaan supercharging gas-dinamis untuk meningkatkan mesin dikaitkan dengan masalah tertentu. Pertama, tidak selalu mungkin untuk secara rasional mengatur saluran pipa saluran masuk yang cukup panjang. Ini sangat sulit dilakukan untuk mesin berkecepatan rendah, karena panjang saluran pipa yang disetel bertambah dengan penurunan kecepatan. Kedua, geometri tetap dari saluran pipa memberikan penyesuaian dinamis hanya dalam rentang operasi kecepatan tinggi tertentu yang terdefinisi dengan baik.

Untuk memastikan efek dalam jangkauan luas, penyesuaian halus atau bertahap dari panjang jalur yang disetel digunakan saat beralih dari satu mode kecepatan ke mode kecepatan lainnya. Kontrol langkah dengan bantuan katup khusus atau katup kupu-kupu dianggap lebih andal dan berhasil digunakan di mesin mobil di banyak perusahaan asing. Paling sering, regulasi digunakan dengan beralih ke dua panjang pipa yang dikonfigurasi (Gbr. 2.3).

Pada posisi peredam tertutup yang sesuai dengan mode hingga 4000 mnt -1, udara disuplai dari penerima saluran masuk sistem melalui jalur yang panjang (lihat Gambar 2.3). Hasilnya (dibandingkan dengan versi dasar mesin tanpa supercharging gas-dinamis), aliran kurva torsi di sepanjang karakteristik kecepatan eksternal meningkat (pada beberapa frekuensi dari 2500 hingga 3500 menit -1, torsi meningkat rata-rata sebesar 10 ... 12%). Dengan peningkatan kecepatan rotasi n> 4000 mnt -1, umpan beralih ke jalur pendek dan ini memungkinkan Anda untuk meningkatkan daya N e dalam mode nominal sebesar 10%.

Ada juga sistem semua mode yang lebih kompleks. Misalnya, struktur dengan saluran pipa yang menutupi penerima silinder dengan drum putar yang memiliki jendela untuk komunikasi dengan saluran pipa (Gbr. 2.4). Saat memutar penerima silinder 1 berlawanan arah jarum jam, panjang pipa bertambah dan sebaliknya, saat diputar searah jarum jam, panjang pipa berkurang. Namun, penerapan metode ini secara signifikan memperumit desain mesin dan mengurangi keandalannya.

Pada mesin multi-silinder dengan saluran pipa konvensional, efisiensi tekanan gas-dinamis berkurang, karena pengaruh timbal balik dari proses pemasukan di silinder yang berbeda. Pada mesin mobil, sistem asupan biasanya "disetel" ke mode torsi maksimum untuk meningkatkan cadangannya.

Efek supercharging gas-dinamis juga dapat diperoleh dengan "menyetel" sistem pembuangan secara tepat. Metode ini menemukan aplikasi di mesin dua tak.

Untuk menentukan panjangnya L tr dan diameter dalam D(atau bagian aliran) dari pipa yang dapat disetel, perlu dilakukan perhitungan menggunakan metode numerik dinamika gas yang menggambarkan aliran tidak stabil, bersamaan dengan perhitungan proses kerja di dalam silinder. Kriteria untuk ini adalah perolehan kekuasaan,

torsi atau pengurangan konsumsi bahan bakar spesifik. Perhitungan ini sangat kompleks. Metode yang lebih mudah untuk menentukan L tiga D didasarkan pada hasil studi eksperimental.

Sebagai hasil dari pemrosesan sejumlah besar data eksperimen untuk memilih diameter bagian dalam D pipa khusus ditawarkan ketergantungan berikut:

dimana (μ F w) maks - nilai terbesar dari area efektif bagian saluran dari slot katup masuk. Panjang L tr dari pipa khusus dapat ditentukan dengan rumus:

Perhatikan bahwa penggunaan sistem penalaan bercabang seperti pipa umum - penerima - pipa individual ternyata sangat efektif jika dikombinasikan dengan turbocharging.

Ukuran: px

Mulai tayangan dari halaman:

salinan

1 Sebagai Naskah Mashkur Mahmud A. MODEL MATEMATIKA DINAMIKA GAS DAN PROSES PERPINDAHAN PANAS PADA SISTEM INLET DAN EXHAUST ICE Specialty " Mesin panas" Abstrak disertasi calon sarjana ilmu teknik St. Petersburg 2005

2 Ciri-ciri umum karya Relevansi disertasi Dalam kondisi modern percepatan laju perkembangan pembuatan mesin, serta tren dominan dalam intensifikasi proses kerja, yang tunduk pada peningkatan efisiensinya, semakin banyak perhatian diberikan dibayar untuk mengurangi waktu untuk membuat, menyempurnakan, dan memodifikasi jenis mesin yang ada. Faktor utama yang secara signifikan mengurangi waktu dan biaya material dalam tugas ini adalah penggunaan komputer modern. Namun, penggunaannya hanya efektif jika model matematika yang dibuat memadai untuk proses nyata yang menentukan fungsi mesin pembakaran internal. Yang paling akut pada tahap pengembangan bangunan mesin modern ini adalah masalah tekanan panas pada bagian-bagian grup silinder-piston (CPG) dan kepala silinder, yang terkait erat dengan peningkatan daya agregat. Proses perpindahan panas konvektif lokal sesaat antara fluida kerja dan dinding saluran gas-udara (GAC) masih kurang dipelajari dan merupakan salah satu hambatan dalam teori mesin pembakaran internal. Dalam hal ini, pembuatan metode komputasi-teoritis yang andal dan dibuktikan secara eksperimental untuk mempelajari perpindahan panas konvektif lokal dalam GWC, yang memungkinkan untuk memperoleh perkiraan yang andal tentang suhu dan tekanan panas dari bagian-bagian mesin pembakaran internal, merupakan masalah yang mendesak. . Solusinya akan memungkinkan untuk membuat pilihan desain dan solusi teknologi yang masuk akal, untuk meningkatkan ilmiah tingkat teknis desain, akan memungkinkan untuk mempersingkat siklus pembuatan mesin dan mendapatkan efek ekonomi dengan mengurangi biaya dan biaya penyempurnaan mesin secara eksperimental. Maksud dan tujuan penelitian Tujuan utama dari pekerjaan disertasi adalah untuk memecahkan serangkaian masalah teoretis, eksperimental dan metodologis,

3 terkait dengan pembuatan model matematika bebek baru dan metode untuk menghitung perpindahan panas konvektif lokal di GWC mesin. Sesuai dengan tujuan pekerjaan, tugas utama berikut diselesaikan, yang sebagian besar menentukan urutan metodologis pekerjaan: 1. Melakukan analisis teoretis tentang aliran tidak stabil di GWC dan menilai kemungkinan penggunaan teori lapisan batas dalam menentukan parameter perpindahan panas konvektif lokal pada mesin; 2. Pengembangan algoritma dan implementasi numerik pada komputer masalah aliran fluida kerja yang tidak kental dalam elemen sistem intake-exhaust mesin multi-silinder dalam formulasi non-stasioner untuk menentukan kecepatan, suhu dan tekanan digunakan sebagai kondisi batas untuk penyelesaian lebih lanjut masalah dinamika gas dan perpindahan panas di rongga mesin GVK. 3. Penciptaan metode baru untuk menghitung bidang kecepatan sesaat aliran di sekitar badan kerja GWC dalam formulasi tiga dimensi; 4. Pengembangan model matematika perpindahan panas konvektif lokal di GWC menggunakan dasar-dasar teori lapisan batas. 5. Verifikasi kecukupan model matematis perpindahan panas lokal di GWC dengan membandingkan data eksperimen dan perhitungan. Implementasi rangkaian tugas ini memungkinkan untuk mencapai tujuan utama pekerjaan - pembuatan metode rekayasa untuk menghitung parameter lokal perpindahan panas konvektif dalam GWC mesin bensin. Urgensi masalah ditentukan oleh fakta bahwa penyelesaian tugas akan memungkinkan untuk membuat pilihan desain dan solusi teknologi yang masuk akal pada tahap desain mesin, untuk meningkatkan tingkat ilmiah dan teknis desain, untuk mempersingkat siklus pembuatan mesin dan untuk mendapatkan efek ekonomi dengan mengurangi biaya dan biaya penyempurnaan eksperimental produk. 2

4 Kebaruan ilmiah dari karya disertasi adalah: 1. Untuk pertama kalinya, model matematika digunakan yang secara rasional menggabungkan representasi satu dimensi dari proses dinamis gas dalam sistem masuk dan keluar mesin dengan tiga dimensi representasi aliran gas di GVK untuk menghitung parameter perpindahan panas lokal. 2. Landasan metodologi untuk merancang dan menyempurnakan mesin bensin telah dikembangkan dengan memodernisasi dan menyempurnakan metode untuk menghitung beban termal lokal dan keadaan termal elemen kepala silinder. 3. Data perhitungan dan eksperimen baru pada aliran gas spasial di saluran masuk dan keluar mesin dan distribusi suhu tiga dimensi di badan kepala silinder mesin bensin telah diperoleh. Keandalan hasil dipastikan dengan menggunakan metode analisis komputasi dan studi eksperimental yang telah terbukti, sistem umum persamaan yang mencerminkan hukum dasar kekekalan energi, massa, momentum dengan kondisi awal dan batas yang sesuai, metode numerik modern untuk penerapan model matematika, penggunaan GOST dan peraturan lainnya, kalibrasi yang sesuai dari unsur-unsur kompleks pengukuran dalam suatu studi eksperimental, serta kesepakatan yang memuaskan antara hasil pemodelan dan eksperimen. Nilai praktis dari hasil yang diperoleh terletak pada kenyataan bahwa algoritme dan program untuk menghitung siklus kerja tertutup mesin bensin dengan representasi satu dimensi dari proses dinamis gas dalam sistem masuk dan keluar mesin, serta sebagai algoritme dan program untuk menghitung parameter perpindahan panas di GVK kepala silinder mesin bensin dalam formulasi tiga dimensi, direkomendasikan untuk diterapkan. Hasil studi teoritis, dikonfirmasi 3

5 percobaan, dapat secara signifikan mengurangi biaya perancangan dan penyempurnaan mesin. Persetujuan hasil pekerjaan. Pokok-pokok karya disertasi dilaporkan pada seminar ilmiah Jurusan ICE SPbSPU tahun ini, pada Pekan Ilmiah SPbSPU XXXI dan XXXIII (2002 dan 2004). Publikasi Berdasarkan materi disertasi, 6 publikasi diterbitkan. Struktur dan Ruang Lingkup Pekerjaan Disertasi terdiri dari pengantar, bab kelima, kesimpulan dan daftar pustaka 129 judul. Berisi 189 halaman, termasuk: 124 halaman teks utama, 41 gambar, 14 tabel, 6 foto. Isi karya Dalam pendahuluan, relevansi topik disertasi dibuktikan, maksud dan tujuan penelitian ditentukan, kebaruan ilmiah dan signifikansi praktis dari karya tersebut dirumuskan. Diberikan karakteristik umum bekerja. Bab pertama berisi analisis karya utama studi teoritis dan eksperimental proses dinamika gas dan perpindahan panas pada mesin pembakaran dalam. Tugas penelitian ditetapkan. Tinjauan bentuk struktural saluran buang dan masuk di kepala silinder dan analisis metode dan hasil studi eksperimental dan komputasi-teoritis dari aliran gas stasioner dan non-stasioner di jalur gas-udara mesin dilakukan keluar. pembakaran dalam. Pendekatan saat ini untuk perhitungan dan pemodelan proses termo dan gas-dinamis, serta intensitas perpindahan panas di GWC, dipertimbangkan. Disimpulkan bahwa sebagian besar memiliki ruang lingkup terbatas dan tidak memberikan gambaran lengkap tentang distribusi parameter perpindahan panas di atas permukaan GWC. Pertama-tama, hal ini disebabkan oleh fakta bahwa penyelesaian masalah pergerakan fluida kerja di GWC dilakukan dalam 4 dimensi atau dua dimensi yang disederhanakan.

6 pernyataan, yang tidak berlaku dalam kasus GVK bentuk kompleks. Selain itu, dicatat bahwa, dalam banyak kasus, rumus empiris atau semi-empiris digunakan untuk menghitung perpindahan panas konvektif, yang juga tidak memungkinkan diperolehnya akurasi solusi yang diperlukan dalam kasus umum. Masalah-masalah ini sebelumnya dianggap paling lengkap dalam karya Bravin V.V., Isakov Yu.N., Grishin Yu.A., Kruglov M.G., Kostin A.K., Kavtaradze R.Z., Ovsyannikov M.K. , Petrichenko R.M., Petrichenko M.R., Rosenblit G.B., Stradomsky M.V., Chainova N.D., Shabanova A.Yu., Zaitseva A.B., Mundshtukova D.A., Unru P.P., Shekhovtsova A.F., Voshni G, Heyvuda J., Benson R.S., Garg R.D., Woollatt D., Chapman M., Novak J.M., Stein R.A., Daneshyar H ., Horlock JH, Winterbone D.E., Kastner L.J., Williams T.J., White B.J., Ferguson C.R. Analisis masalah yang ada dan metode untuk mempelajari dinamika gas dan perpindahan panas di GVK memungkinkan untuk merumuskan tujuan utama penelitian sebagai pembuatan metode untuk menentukan parameter aliran gas di GVK dalam tiga dimensi. pengaturan, diikuti dengan perhitungan perpindahan panas lokal di GVK kepala silinder mesin pembakaran internal berkecepatan tinggi dan penerapan metode ini untuk menyelesaikan masalah praktis tugas mengurangi tegangan termal kepala silinder dan katup. Sehubungan dengan hal tersebut di atas, tugas-tugas berikut ditetapkan dalam pekerjaan: - Untuk membuat metode baru untuk pemodelan perpindahan panas satu dimensi-tiga dimensi dalam sistem pembuangan dan pemasukan mesin, dengan mempertimbangkan aliran gas tiga dimensi yang kompleks di dalamnya, untuk mendapatkan informasi awal untuk menetapkan kondisi batas perpindahan panas saat menghitung masalah tekanan panas ICE kepala silinder piston; - Mengembangkan metodologi untuk menetapkan kondisi batas pada saluran masuk dan keluar saluran gas-udara berdasarkan solusi model non-stasioner satu dimensi dari siklus kerja mesin multi silinder; - Periksa keandalan metodologi menggunakan perhitungan pengujian dan membandingkan hasil yang diperoleh dengan data eksperimen dan perhitungan menggunakan metode yang sebelumnya dikenal dalam pembuatan mesin; 5

7 - Periksa dan perbaiki metodologi dengan melakukan studi komputasi dan eksperimental tentang keadaan termal kepala silinder mesin dan membandingkan data eksperimental dan perhitungan pada distribusi suhu di bagian tersebut. Bab kedua dikhususkan untuk pengembangan model matematika dari siklus kerja tertutup dari mesin pembakaran internal multi-silinder. Untuk mengimplementasikan skema perhitungan satu dimensi dari proses kerja mesin multi-silinder, metode karakteristik yang terkenal dipilih, yang menjamin tingkat konvergensi dan stabilitas proses perhitungan yang tinggi. Sistem gas-udara mesin digambarkan sebagai kumpulan elemen individu silinder yang saling berhubungan secara aerodinamis, bagian saluran masuk dan keluar serta nosel, manifold, muffler, konverter, dan pipa. Proses aerodinamis dalam sistem intake-exhaust dijelaskan menggunakan persamaan dinamika gas satu dimensi dari gas kompresibel yang tidak kental: Persamaan kontinuitas: ρ u ρ u + ρ + u + ρ t x x F df dx = 0 ; F 2 \u003d π 4 D; (1) Persamaan gerak: u t u + u x 1 p 4 f + + ρ x D 2 u 2 u u = 0 ; f τ = w ; (2) 2 0,5ρu Persamaan kekekalan energi: p p + u a t x 2 ρ ​​x + 4 f D u 2 (k 1) ρ q u = 0 2 u u ; 2 kp a = ρ, (3) dimana a adalah kecepatan suara; kerapatan ρ-gas; u adalah kecepatan aliran sepanjang sumbu x; t- waktu; p-tekanan; f-koefisien kerugian linier; D-diameter C pipa; k = P adalah rasio kapasitas panas spesifik. C V 6

8 Kondisi batas ditetapkan (berdasarkan persamaan dasar: kontinuitas, konservasi energi, dan rasio densitas dan kecepatan suara dalam aliran non-isentropik) dengan kondisi celah katup di dalam silinder, serta kondisi inlet dan outlet mesin. Model matematika dari siklus kerja tertutup mesin mencakup rasio yang dihitung yang menggambarkan proses dalam silinder mesin dan bagian dari sistem masuk dan keluar. Proses termodinamika dalam silinder dijelaskan menggunakan teknik yang dikembangkan di Universitas Pedagogi Negeri St. Petersburg. Program ini menyediakan kemampuan untuk menentukan parameter sesaat dari aliran gas di silinder dan di sistem masuk dan keluar untuk desain mesin yang berbeda. Aspek umum penerapan model matematika satu dimensi dengan metode karakteristik (fluida kerja tertutup) dipertimbangkan dan beberapa hasil perhitungan perubahan parameter aliran gas di dalam silinder dan di intake dan sistem pembuangan mesin tunggal dan multi-silinder. Hasil yang diperoleh memungkinkan untuk mengevaluasi tingkat kesempurnaan organisasi sistem intake-exhaust mesin, optimalitas fase distribusi gas, kemungkinan penyesuaian dinamis-gas dari proses kerja, keseragaman operasi masing-masing silinder, dll. Tekanan, temperatur, dan laju aliran gas pada inlet dan outlet ke saluran gas-udara dari kepala silinder, yang ditentukan dengan menggunakan teknik ini, digunakan dalam perhitungan selanjutnya dari proses perpindahan panas dalam rongga ini sebagai kondisi batas. Bab ketiga dikhususkan untuk deskripsi yang baru metode numerik, yang memungkinkan untuk menghitung kondisi batas keadaan termal dari sisi saluran gas-udara. Tahapan utama perhitungan adalah: analisis satu dimensi dari proses pertukaran gas non-stasioner di bagian sistem masuk dan keluar dengan metode karakteristik (bab kedua), perhitungan tiga dimensi dari aliran kuasi-stasioner di asupan dan 7

9 saluran pembuangan dengan metode elemen hingga FEM, perhitungan koefisien perpindahan panas lokal dari fluida kerja. Hasil dari tahap pertama program loop tertutup digunakan sebagai syarat batas pada tahap selanjutnya. Untuk menggambarkan proses gas-dinamis dalam saluran, skema kuasi-stasioner aliran gas inviscid yang disederhanakan (sistem persamaan Euler) dengan bentuk variabel wilayah dipilih karena kebutuhan untuk memperhitungkan pergerakan katup: r V = 0 r r 1 (V) V = p volume katup, sebuah fragmen dari selongsong pemandu membuatnya perlu untuk 8 ρ. (4) Sebagai syarat batas, kecepatan gas sesaat yang dirata-ratakan pada penampang melintang pada bagian inlet dan outlet ditetapkan. Kecepatan tersebut, serta suhu dan tekanan di saluran, diatur berdasarkan hasil penghitungan proses kerja mesin multi silinder. Untuk menghitung masalah dinamika gas, metode elemen hingga FEM dipilih, yang memberikan akurasi pemodelan tinggi dalam kombinasi dengan biaya yang dapat diterima untuk pelaksanaan perhitungan. Algoritma perhitungan FEM untuk menyelesaikan masalah ini didasarkan pada meminimalkan fungsi variasional yang diperoleh dengan mengubah persamaan Euler menggunakan metode Bubnov-Galerkin: (l l l l l l m m) k UU Φ x + VU Φ y + WU Φ z + p ψ x Φ) l l l l l l m m k (UV Φ x + VV Φ y + WV Φ z + p ψ y) Φ) l l l l l l m m k (UW Φ x + VW Φ y + WW Φ z + p ψ z) Φ) l l l l l l m (U Φ x + V Φ y + W Φ z ) ψ dxdydz = 0. dxdydz = 0, dxdydz = 0, dxdydz = 0, (5)

10 penggunaan model tiga dimensi dari domain komputasi. Contoh model perhitungan saluran masuk dan keluar mesin VAZ-2108 ditunjukkan pada gambar. 1.-b- -sebuah nasi.1. Model (a) saluran masuk dan (b) saluran keluar dari mesin VAZ Untuk menghitung perpindahan panas di GVK, dipilih model dua zona volumetrik, asumsi utamanya adalah pembagian volume menjadi daerah-daerah inviscid inti dan lapisan batas. Untuk mempermudah, penyelesaian masalah dinamika gas dilakukan dalam formulasi quasi-stasioner, yaitu tanpa memperhitungkan kompresibilitas fluida kerja. Analisis kesalahan perhitungan menunjukkan kemungkinan asumsi seperti itu, kecuali untuk waktu yang singkat segera setelah pembukaan celah katup, yang tidak melebihi 5-7% dari total waktu siklus pertukaran gas. Proses pertukaran panas di GVK dengan katup terbuka dan tertutup memiliki sifat fisik yang berbeda (masing-masing konveksi paksa dan bebas), dan oleh karena itu dijelaskan dengan dua metode berbeda. Ketika katup ditutup, teknik yang diusulkan oleh MSTU digunakan, yang memperhitungkan dua proses pemuatan termal kepala di bagian siklus kerja ini karena konveksi bebas itu sendiri dan karena konveksi paksa karena osilasi sisa kolom 9

11 gas di saluran di bawah pengaruh variabilitas tekanan di manifold mesin multi-silinder. Dengan katup terbuka, proses pertukaran panas mematuhi hukum konveksi paksa yang diprakarsai oleh gerakan terorganisir dari fluida kerja selama siklus pertukaran gas. Perhitungan perpindahan panas dalam hal ini melibatkan solusi dua tahap dari masalah: analisis struktur sesaat lokal dari aliran gas dalam saluran dan perhitungan intensitas perpindahan panas melalui lapisan batas yang terbentuk pada dinding saluran. Perhitungan proses perpindahan panas konvektif di GWC didasarkan pada model perpindahan panas dalam aliran di sekitar dinding datar, dengan mempertimbangkan struktur laminar atau turbulen dari lapisan batas. Ketergantungan kriteria perpindahan panas disempurnakan berdasarkan hasil perbandingan perhitungan dan data eksperimen. Bentuk akhir ketergantungan ini diberikan di bawah ini: Untuk lapisan batas turbulen: 0,8 x Re 0 Nu = Pr (6) x Untuk lapisan batas laminar: Nu Nu x x αxx = λ (m,pr) = Φ Re t x Kτ, (7) dimana: α x koefisien perpindahan panas lokal; Nu x, Re x nilai lokal masing-masing dari angka Nusselt dan Reynolds; Nomor Pr Prandtl pada waktu tertentu; m karakteristik gradien aliran; Ф(m,Pr) adalah fungsi yang bergantung pada indeks gradien aliran m dan angka Prandtl 0,15 dari fluida kerja Pr; K τ = Re d - faktor koreksi. Menurut nilai sesaat fluks panas pada titik yang dihitung dari permukaan penerima panas, rata-rata dilakukan selama siklus, dengan mempertimbangkan periode penutupan katup. 10

12 Bab keempat dikhususkan untuk deskripsi studi eksperimental keadaan suhu kepala silinder mesin bensin. Sebuah studi eksperimental dilakukan untuk menguji dan memperbaiki metodologi teoritis. Tugas percobaan adalah untuk mendapatkan distribusi suhu stasioner di badan kepala silinder dan membandingkan hasil perhitungan dengan data yang diperoleh. Pekerjaan eksperimental dilakukan di Departemen ICE Universitas Politeknik Negeri St. Petersburg di bangku tes dengan mesin mobil Pekerjaan VAZ pada persiapan kepala silinder dilakukan oleh penulis di Departemen ICE Universitas Politeknik Negeri St. Petersburg sesuai dengan metodologi yang digunakan di laboratorium penelitian JSC Zvezda (St. Petersburg). Untuk mengukur distribusi suhu stasioner di kepala, 6 termokopel chromel-copel digunakan, dipasang di sepanjang permukaan GVK. Pengukuran dilakukan baik dari segi kecepatan maupun karakteristik beban pada variasi kecepatan poros engkol konstan. Sebagai hasil percobaan, pembacaan termokopel yang diambil selama operasi mesin diperoleh sesuai dengan karakteristik kecepatan dan beban. Dengan demikian, penelitian yang dilakukan menunjukkan berapa suhu sebenarnya di bagian kepala silinder mesin pembakaran dalam. Lebih banyak perhatian diberikan pada bab pemrosesan hasil eksperimen dan estimasi kesalahan. Bab kelima menyajikan data studi komputasi, yang dilakukan untuk memverifikasi model matematis perpindahan panas di GWC dengan membandingkan data yang dihitung dengan hasil eksperimen. Pada ara. Gambar 2 menunjukkan hasil pemodelan medan kecepatan pada saluran masuk dan keluar mesin VAZ-2108 dengan menggunakan metode elemen hingga. Data yang diperoleh sepenuhnya mengkonfirmasi ketidakmungkinan menyelesaikan masalah ini di pengaturan lain, kecuali untuk tiga dimensi, 11

13 karena batang katup berpengaruh signifikan terhadap hasil di area kritis kepala silinder. Pada ara. Gambar 3-4 memperlihatkan contoh hasil perhitungan laju perpindahan panas pada saluran inlet dan outlet. Penelitian telah menunjukkan, khususnya, sifat perpindahan panas yang sangat tidak merata baik di sepanjang generatrix saluran dan di sepanjang koordinat azimut, yang, jelas, dijelaskan oleh struktur aliran gas-udara yang sangat tidak merata di saluran. Bidang koefisien perpindahan panas yang dihasilkan digunakan untuk perhitungan lebih lanjut dari keadaan suhu kepala silinder. Kondisi batas untuk perpindahan panas di atas permukaan ruang bakar dan rongga pendingin diatur menggunakan teknik yang dikembangkan di Universitas Politeknik Negeri St. Petersburg. Perhitungan medan suhu di kepala silinder dilakukan untuk operasi mesin dalam keadaan tunak dengan kecepatan poros engkol 2500 hingga 5600 rpm sesuai dengan karakteristik kecepatan dan beban eksternal. Sebagai skema desain kepala silinder mesin VAZ, bagian kepala yang terkait dengan silinder pertama dipilih. Saat memodelkan keadaan termal, metode elemen hingga dalam formulasi tiga dimensi digunakan. Gambar lengkap medan termal untuk model perhitungan ditunjukkan pada Gambar. . 5. Hasil studi komputasi dipresentasikan dalam bentuk perubahan suhu pada badan kepala silinder pada tempat pemasangan termokopel. Perbandingan data yang dihitung dan eksperimen menunjukkan konvergensi yang memuaskan, kesalahan perhitungan tidak melebihi 34%. 12

14 Kanal keluar, ϕ = 190 Kanal masuk, ϕ = 380 ϕ =190 ϕ = 380 Gbr.2. Bidang kecepatan fluida kerja di saluran buang dan saluran masuk mesin VAZ-2108 (n = 5600) α (W/m 2 K) α (W/m 2 K) .0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 ,0 S - b- 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 S -a- 3. Kurva perubahan laju perpindahan panas pada permukaan luar -a- Wisuda saluran -b- Saluran masuk saluran. 13

15 α (W/m 2 K) di awal saluran inlet Di tengah saluran inlet di akhir bagian saluran inlet-1 α (W/m 2 K) di awal saluran outlet di tengah saluran keluar di ujung bagian saluran keluar Sudut putar Sudut putar - b- Saluran masuk -a- Saluran keluar Gbr. 4. Kurva perubahan laju perpindahan panas tergantung pada sudut putaran poros engkol. -a- -b- Gambar. Gambar 5. Gambaran umum dari model elemen hingga kepala silinder (a) dan medan temperatur yang dihitung (n=5600 rpm) (b). 14

16 Kesimpulan tentang pekerjaan. Berdasarkan hasil pekerjaan yang dilakukan, kesimpulan utama berikut dapat ditarik: 1. Model satu dimensi-tiga dimensi baru untuk menghitung proses spasial yang kompleks dari aliran fluida kerja dan perpindahan panas di saluran saluran kepala silinder mesin pembakaran internal piston sewenang-wenang diusulkan dan diimplementasikan, yang dibedakan dengan akurasi yang lebih tinggi dan keserbagunaan lengkap dibandingkan dengan hasil metode yang diusulkan sebelumnya. 2. Data baru telah diperoleh tentang fitur dinamika gas dan perpindahan panas dalam saluran gas-udara, mengkonfirmasikan sifat proses yang kompleks secara spasial tidak seragam, yang secara praktis mengecualikan kemungkinan pemodelan dalam versi satu dimensi dan dua dimensi dari masalah. 3. Perlunya pengaturan kondisi batas untuk menghitung masalah dinamika gas saluran masuk dan keluar berdasarkan solusi dari masalah aliran gas yang tidak stabil di saluran pipa dan saluran mesin multi silinder dikonfirmasi. Kemungkinan mempertimbangkan proses ini dalam formulasi satu dimensi terbukti. Metode untuk menghitung proses ini berdasarkan metode karakteristik diusulkan dan diterapkan. 4. Studi eksperimental yang dilakukan memungkinkan penyesuaian pada metode perhitungan yang dikembangkan dan memastikan keakuratan dan keandalannya. Perbandingan suhu yang dihitung dan diukur pada bagian tersebut menunjukkan kesalahan hasil maksimum, tidak melebihi 4%. 5. Perhitungan yang diusulkan dan teknik eksperimental dapat direkomendasikan untuk diterapkan di perusahaan di industri pembuatan mesin ketika merancang mesin pembakaran internal piston empat langkah yang baru dan menyempurnakan yang ada. 15

17 Karya-karya berikut telah dipublikasikan dengan topik disertasi: 1. Shabanov A.Yu., Mashkur M.A. Pengembangan model dinamika gas satu dimensi pada sistem intake dan exhaust mesin pembakaran dalam // Dep. dalam VINITI: N1777-B2003 tertanggal, 14 hal. 2. Shabanov A.Yu., Zaitsev A.B., Mashkur M.A. Metode elemen hingga untuk menghitung kondisi batas untuk beban termal kepala silinder mesin piston // Dep. dalam VINITI: N1827-B2004 tertanggal, 17 hal. 3. Shabanov A.Yu., Makhmud Mashkur A. Studi komputasi dan eksperimental tentang keadaan suhu kepala silinder mesin // Dvigatelestroyeniye: Koleksi ilmiah dan teknis yang didedikasikan untuk peringatan 100 tahun Pekerja Kehormatan Sains dan Teknologi Federasi Rusia Profesor N.Kh. Dyachenko // Bertanggung jawab. ed. L.E. Magidovich. Petersburg: Rumah Penerbitan Universitas Politeknik, bersama Shabanov A.Yu., Zaitsev A.B., Mashkur M.A. Metode baru untuk menghitung kondisi batas untuk pemuatan termal kepala silinder mesin piston // Dvigatelestroyeniye, N5 2004, 12 p. 5. Shabanov A.Yu., Makhmud Mashkur A. Penerapan metode elemen hingga dalam menentukan syarat batas keadaan termal kepala silinder // Pekan Sains XXXIII SPbSPU: Prosiding Konferensi Ilmiah Antaruniversitas. Petersburg: Rumah Penerbitan Universitas Politeknik, 2004, bersama Mashkur Mahmud A., Shabanov A.Yu. Penerapan metode karakteristik untuk mempelajari parameter gas di saluran gas-udara mesin pembakaran dalam. Pekan Ilmiah SPbSPU XXXI. Bagian II. Materi konferensi ilmiah antar universitas. SPb.: Rumah Penerbitan SPbGPU, 2003, hal.

18 Pekerjaan itu dilakukan di Lembaga Pendidikan Negara Pendidikan Profesional Tinggi "Universitas Politeknik Negeri St. Petersburg", di Departemen Mesin Pembakaran Internal. Pengawas - Kandidat Ilmu Teknik, Associate Professor Alexander Yurievich Shabanov Lawan resmi - Doktor Ilmu Teknik, Profesor Erofeev Valentin Leonidovich Kandidat Ilmu Teknik, Associate Professor Kuznetsov Dmitry Borisovich Organisasi terkemuka - Perusahaan Kesatuan Negara "TsNIDI" Lembaga pendidikan negara pendidikan tinggi profesional "Universitas Politeknik Negeri St. Petersburg" di alamat: St. Petersburg, st. Politekhnicheskaya 29, Gedung utama, kamar. Abstrak dikirim pada tahun 2005. Sekretaris Ilmiah Dewan Disertasi, Doktor Ilmu Teknik, Associate Professor Khrustalev B.S.

Sebagai manuskrip Bulgakov Nikolai Viktorovich PEMODELAN MATEMATIKA DAN STUDI NUMERIK PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA TURBULEN PADA MESIN PEMBAKARAN INTERNAL 05.13.18 - Pemodelan matematika,

TINJAUAN lawan resmi Sergey Grigoryevich Dragomirov untuk disertasi Natalya Mikhailovna Smolenskaya “Meningkatkan efisiensi mesin pengapian percikan melalui penggunaan komposit gas

TINJAUAN lawan resmi Igor Vasilyevich Kudinov untuk disertasi Maxim Igorevich Supelnyak “Investigasi proses siklik konduktivitas termal dan termoelastisitas pada lapisan termal benda padat

Pekerjaan laboratorium 1. Perhitungan kriteria kesamaan untuk studi proses perpindahan panas dan massa dalam cairan. Tujuan pekerjaan Penggunaan alat spreadsheet MS Excel dalam perhitungan

June 12, 2017 Proses gabungan konveksi dan konduksi panas disebut perpindahan panas konvektif. Konveksi alami disebabkan oleh perbedaan berat jenis media yang dipanaskan secara tidak merata, dilakukan

METODE PERHITUNGAN DAN EKSPERIMENTAL UNTUK MENENTUKAN KOEFISIEN ALIRAN DARI JENDELA PENGELUAR DARI MESIN DUA LANGKAH DENGAN CRANK-CHAMBER E.A. Jerman, A.A. Balashov, A.G. Kuzmin 48 Indikator kekuatan dan ekonomi

UDC 621.432 METODE ESTIMASI KONDISI BATAS DALAM MENYELESAIKAN MASALAH MENENTUKAN KEADAAN TERMAL MESIN PISTON 4H 8.2/7.56 G.V. Lomakin Metode universal untuk memperkirakan kondisi batas untuk

Bagian "MESIN TURBIN PISTON DAN GAS". Metode untuk meningkatkan pengisian silinder mesin pembakaran internal berkecepatan tinggi prof. Fomin V.M., Ph.D. Runovsky K.S., Ph.D. Apelinsky D.V.,

UDC 621.43.016 A.V. Trinev, Ph.D. teknologi. Sains, A.G. Kosulin, Ph.D. teknologi. Sains, A.N. Avramenko, insinyur PENGGUNAAN PENDINGINAN UDARA LOKAL PADA RAKITAN KATUP UNTUK DIESEL AUTO-TRAKTOR PAKSA

KOEFISIEN TRANSFER PANAS MANIFOLD BUANG ES Sukhonos R. F., sarjana ZNTU Pembimbing Mazin V. A., Ph.D. teknologi. Sains, Assoc. ZNTU Dengan penyebaran mesin pembakaran internal gabungan, menjadi penting untuk dipelajari

BEBERAPA BIDANG ILMIAH DAN METODOLOGI KEGIATAN PEKERJA SISTEM DPO DI ALTGU

BADAN RUANG ANGKASA NEGARA UKRAINA "BIRO DESAIN" SELATAN "IM. MK YANGEL" Sebagai manuskrip Shevchenko Sergey Andreevich UDC 621.646.45 PENINGKATAN SISTEM PNEUMO

ABSTRAK disiplin (kursus pelatihan) M2.DV4 Perpindahan panas lokal pada mesin pembakaran dalam (kode dan nama disiplin (kursus pelatihan)) Perkembangan teknologi modern membutuhkan pengenalan yang baru secara luas

KONDUKTIVITAS PANAS DALAM PROSES NON-STASIONER Perhitungan medan suhu dan fluks panas dalam proses konduksi panas akan dipertimbangkan menggunakan contoh pemanasan atau pendinginan padatan, karena dalam padatan

TINJAUAN lawan resmi pada karya disertasi Moskalenko Ivan Nikolaevich "PENINGKATAN METODE PROFILING PERMUKAAN SAMPING PISTON MESIN PEMBAKARAN INTERNAL", disajikan

UDC 621.43.013 E.P. Voropaev, insinyur SIMULASI KARAKTERISTIK KECEPATAN LUAR MESIN SUZUKI GSX-R750 SPORTBIKE

94 Rekayasa dan Teknologi UDC 6.436 P. V. Dvorkin Universitas Transportasi Kereta Api Petersburg

TINJAUAN lawan resmi pada karya disertasi Ilya Ivanovich Chichilanov, yang dibawakan dengan topik “Meningkatkan metode dan sarana diagnosis mesin diesel» untuk gelar

UDC 60.93.6:6.43 E. A. Kochetkov, A. S. Kurylev PENELITIAN EKSPERIMENTAL Investigasi keausan kavitasi pada mesin internal

Pekerjaan laboratorium 4 STUDI PERPINDAHAN PANAS DENGAN GERAKAN UDARA BEBAS Tugas 1. Melakukan pengukuran termoteknik untuk menentukan koefisien perpindahan panas pipa horizontal (vertikal)

UDC 612.43.013 Proses kerja pada mesin pembakaran dalam A.A. Khandrimailov, insinyur, V.G. Solodov, Dr.tech. STRUKTUR ALIRAN AIR CHARGE PADA SILINDER DIESEL PADA LANGKAH INTAKE DAN KOMPRESI

UDC 53.56 ANALISIS PERSAMAAN LAPISAN BATAS LAMINAR Dr. teknologi. ilmu, prof. ESMAN R. I. Universitas Teknik Nasional Belarusia Saat mengangkut pembawa energi cair di saluran dan pipa

SAYA SETUJU : ld y I / - gt l. rektor untuk karya ilmiah dan A * ^ 1 dokter pertengkaran biologis M.G. Baryshev ^., - * s ^ x \ "l, 2015 TINJAUAN ORGANISASI TERKEMUKA untuk karya disertasi Elena Pavlovna Yartseva

PERPINDAHAN PANAS Garis besar kuliah: 1. Perpindahan panas selama pergerakan fluida bebas dalam volume besar. Perpindahan panas selama gerakan bebas cairan dalam ruang terbatas 3. Gerakan paksa cairan (gas).

KULIAH 13 PERSAMAAN PERHITUNGAN PADA PROSES PERPINDAHAN PANAS Penentuan koefisien perpindahan panas dalam proses tanpa mengubah keadaan agregat pendingin Proses pertukaran panas tanpa mengubah agregat

TINJAUAN lawan resmi untuk tesis Nekrasova Svetlana Olegovna "Pengembangan metodologi umum untuk merancang mesin dengan suplai panas eksternal dengan tabung pulsasi", diajukan untuk pertahanan

15.1.2. PERPINDAHAN PANAS KONVEKTIF DI BAWAH GERAKAN FLUID PAKSA DALAM PIPA DAN SALURAN Dalam hal ini, koefisien perpindahan panas berdimensi kriteria Nusselt (angka) bergantung pada kriteria Grashof (pada

TINJAUAN lawan resmi Tsydypov Baldandorzho Dashievich untuk karya disertasi Dabaeva Maria Zhalsanovna “Metode mempelajari getaran sistem benda padat yang dipasang pada batang elastis, berdasarkan

FEDERASI RUSIA (19) RU (11) (51) IPC F02B 27/04 (2006.01) F01N 13/08 (2010.01) 169 115 (13) U1 R U 1 6 9 1 1 5 U 1 LAYANAN FEDERAL UNTUK KEKAYAAN INTELEKTUAL (12 ) DESKRIPSI MODEL UTILITAS

MODUL. PERPINDAHAN PANAS KONVEKTIF PADA MEDIA FASE TUNGGAL Kekhususan 300 "Fisika Teknik" Kuliah 10. Kesamaan dan pemodelan proses perpindahan panas konvektif Pemodelan proses perpindahan panas konvektif

UDC 673 RV KOLOMIETS (Ukraina, Dnepropetrovsk, Institut Mekanika Teknis Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Ukraina dan Komite Penerbangan Sipil Negara Ukraina) PERPINDAHAN PANAS KONVEKTIF DALAM PENGERING FOUNTAIN UDARA

Tinjauan lawan resmi untuk karya disertasi Podryga Victoria Olegovna "Simulasi numerik multi-skala aliran gas di saluran mikrosistem teknis", diajukan untuk kompetisi ilmuwan

TINJAUAN lawan resmi untuk disertasi Alyukov Sergey Viktorovich " Yayasan Ilmiah transmisi variabel kontinu inersia dari peningkatan kapasitas beban”, diajukan untuk kompetisi gelar ilmiah

Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Federasi Rusia Lembaga Pendidikan Tinggi Pendidikan Profesional SAMARA NEGERI AEROSPACE UNIVERSITY dinamai Akademisi

TINJAUAN lawan resmi Pavlenko Alexander Nikolaevich pada disertasi Bakanov Maxim Olegovich "Studi tentang dinamika proses pembentukan pori selama perlakuan panas dari muatan kaca busa", disajikan

D "spbpu a" "rotega o" "a IIIIII I L 1!! ^.1899 ... G KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN ILMU RUSIA Lembaga Pendidikan Otonomi Negara Federal Pendidikan Tinggi "Universitas Politeknik St. Petersburg

TINJAUAN lawan resmi disertasi LEPESHKIN Dmitry Igorevich dengan topik “Meningkatkan performa mesin diesel dalam kondisi pengoperasian dengan meningkatkan stabilitas kerja peralatan bahan bakar dipersembahkan oleh

Umpan balik dari lawan resmi pada karya disertasi Yulia Vyacheslavovna Kobyakova dengan topik: "Analisis kualitatif creep bahan bukan tenunan pada tahap pengorganisasian produksinya untuk meningkatkan daya saing,

Tes dilakukan pada dudukan mesin Dengan mesin injeksi VAZ-21126. Mesin dipasang pada dudukan rem tipe MS-VSETIN, dilengkapi dengan alat ukur yang memungkinkan Anda untuk mengontrol

Jurnal elektronik "Akustik Teknis" http://webceter.ru/~eeaa/ejta/ 004, 5 Institut Politeknik Pskov Rusia, 80680, Pskov, st. L. Tolstoy, 4, email: [email dilindungi] Tentang kecepatan suara

Tinjau lawan resmi untuk karya disertasi Egorova Marina Avinirovna dengan topik: "Pengembangan metode untuk pemodelan, peramalan, dan evaluasi sifat operasional tali tekstil polimer

Di ruang kecepatan. Pekerjaan ini sebenarnya ditujukan untuk membuat paket industri untuk menghitung aliran gas yang dijernihkan berdasarkan solusi persamaan kinetik dengan integral tumbukan model.

DASAR-DASAR TEORI PERPINDAHAN PANAS Kuliah 5 Rencana perkuliahan: 1. Konsep umum teori perpindahan panas konvektif. Perpindahan panas selama gerakan bebas cairan dalam volume besar 3. Perpindahan panas selama gerakan bebas cairan

METODE IMPLISIT UNTUK MEMECAHKAN MASALAH ADJECTED LAMINAR BOUNDARY LAPIS PADA PLAT Rencana Pelajaran: 1 Tujuan Pekerjaan Persamaan Diferensial Lapisan Batas Termal 3 Deskripsi Masalah yang Akan Diselesaikan 4 Metode Penyelesaian

Metodologi untuk menghitung keadaan suhu bagian kepala elemen roket dan teknologi luar angkasa selama operasi darat mereka # 09, September 2014 Kopytov V.S., Puchkov V.M. UDC: 621.396 Russia, MSTU im.

Tegangan dan kerja nyata pondasi pada beban siklus rendah, dengan mempertimbangkan riwayat pembebanan. Sesuai dengan ini, topik penelitian relevan. Evaluasi struktur dan isi karya B

TINJAUAN lawan resmi Doktor Ilmu Teknik, Profesor Pavel Ivanovich Pavlov pada karya disertasi Aleksey Nikolaevich Kuznetsov dengan topik: “Pengembangan sistem pengurangan kebisingan aktif di

1 Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Federasi Rusia Anggaran Negara Federal Lembaga Pendidikan Pendidikan Profesi Tinggi “Vladimir State University

Kepada dewan disertasi D 212.186.03 FSBEI HE "Universitas Negeri Penza" kepada Sekretaris Ilmiah, Doktor Ilmu Teknik, Profesor Voyachek I.I. 440026, Penza, st. Krasnaya, 40 TINJAUAN TERHADAP LAWAN RESMI Semenov

SAYA SETUJU: Wakil Rektor Pertama, Wakil Rektor Bidang Karya Ilmiah dan Inovatif Lembaga Pendidikan Anggaran Negara Federal Pendidikan Tinggi ^ Universitas Negeri) Igorievich

PENGENDALIAN DAN PENGUKURAN BAHAN DALAM DISIPLIN " Unit daya» Pertanyaan untuk pengujian 1. Mesin apa yang dimaksudkan, dan jenis mesin apa yang dipasang mobil domestik? 2. Klasifikasi

D.V. Grinev (PhD), M.A. Donchenko (PhD, Profesor Madya), A.N. Ivanov (mahasiswa pascasarjana), A.L. Perminov (mahasiswa pascasarjana) PENGEMBANGAN METODE PERHITUNGAN DAN PERANCANGAN MESIN ROTARY BLADED DENGAN SUPLAI EKSTERNAL

Pemodelan tiga dimensi dari proses kerja dalam mesin piston putar pesawat Zelentsov A.A., Minin V.P. CIM mereka. PI Baranova Det. 306 Penerbangan mesin piston» 2018 Tujuan kerja Piston putar

MODEL TRANSPORTASI GAS NONISOTHERMAL Trofimov AS, Kutsev VA, Kocharyan EV Krasnodar Ketika menjelaskan proses pemompaan gas alam melalui pipa utama, sebagai aturan, masalah hidrolika dan perpindahan panas dipertimbangkan secara terpisah

UDC 6438 METODE PERHITUNGAN INTENSITAS TURBULENSI ALIRAN GAS PADA OUTLET RUANG PEMBAKARAN GAS TURBINE ENGINE 007

DETONASI CAMPURAN GAS PADA PIPA DAN SLOT KASAR V.N. Okhitin S.I. KLIMACHKOV I.A. Universitas Teknik Negeri Moskow PEREVALOV. T.E. Parameter dinamis gas Bauman Moscow Rusia

Pekerjaan laboratorium 2 STUDI PERPINDAHAN PANAS DI BAWAH KONVEKSI PAKSA Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk secara eksperimental menentukan ketergantungan koefisien perpindahan panas pada kecepatan pergerakan udara di dalam pipa. Diterima

Kuliah. Lapisan batas difusi. Persamaan teori lapisan batas dengan adanya perpindahan massa Konsep lapisan batas dipertimbangkan dalam paragraf 7. dan 9.

METODE EKSPLISIT UNTUK MEMECAHKAN PERSAMAAN LAPISAN BATAS LAMINAR PADA PLAT Pekerjaan laboratorium 1, Rencana pembelajaran: 1. Tujuan pekerjaan. Metode penyelesaian persamaan lapisan batas (material metodis) 3. Diferensial

UDC 621.436 N. D. Chainov, L. L. Myagkov, N. S. Malastovskiy METODE PERHITUNGAN BIDANG SUHU YANG SESUAI DARI TUTUP SILINDER DENGAN KATUP Metode perhitungan bidang yang cocok dari kepala silinder diusulkan.

# 8, 6 Agustus UDC 533655: 5357 Rumus analitis untuk menghitung fluks panas pada benda tumpul perpanjangan kecil Volkov MN, mahasiswa Rusia, 55, Moskow, Universitas Teknik Negeri Moskow dinamai NE Bauman, Fakultas Dirgantara,

Tinjauan lawan resmi untuk disertasi oleh Samoilov Denis Yurievich "Sistem pengukuran dan kontrol informasi untuk mengintensifkan produksi minyak dan menentukan pemotongan air produksi sumur",

Badan Federal untuk Pendidikan Lembaga Pendidikan Negara Pendidikan Tinggi Profesi Universitas Negeri Pasifik Ketegangan termal bagian-bagian mesin pembakaran internal Metodis

Review lawan resmi doktor ilmu teknik, profesor Labudin Boris Vasilievich untuk disertasi Xu Yun dengan topik: “Meningkatkan daya dukung sambungan elemen struktur kayu

Tinjauan lawan resmi Lvov Yuri Nikolaevich untuk disertasi MELNIKOVA Olga Sergeevna “Diagnostik insulasi utama transformator tenaga listrik berisi minyak listrik menurut statistik

UDC 536.4 Gorbunov A.D. Dr.tech. Sci., prof., DSTU PENENTUAN KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS PADA ALIRAN TURBULEN PADA PIPA DAN SALURAN DENGAN METODE ANALITIS Perhitungan analitis koefisien perpindahan panas

Sejalan dengan pengembangan sistem knalpot teredam, sistem juga dikembangkan, yang secara kondisional disebut "muffler", tetapi dirancang tidak terlalu banyak untuk mengurangi tingkat kebisingan mesin yang sedang berjalan, tetapi untuk mengubah karakteristik tenaganya (tenaga mesin, atau torsinya) . Pada saat yang sama, tugas peredam bising menghilang ke latar belakang, perangkat semacam itu tidak mengurangi, dan tidak dapat secara signifikan mengurangi kebisingan knalpot mesin, dan bahkan seringkali meningkatkannya.

Pengoperasian perangkat semacam itu didasarkan pada proses resonansi di dalam "muffler" itu sendiri, yang, seperti benda berongga lainnya, memiliki sifat resonator Heimholtz. Karena resonansi internal sistem pembuangan, dua tugas paralel diselesaikan sekaligus: pembersihan silinder dari sisa-sisa campuran yang mudah terbakar yang terbakar pada langkah sebelumnya ditingkatkan, dan pengisian silinder dengan porsi segar campuran yang mudah terbakar untuk langkah kompresi berikutnya ditingkatkan.
Peningkatan pembersihan silinder disebabkan oleh fakta bahwa kolom gas di manifold buang, yang telah memperoleh kecepatan tertentu selama pelepasan gas pada langkah sebelumnya, karena inersia, seperti piston di pompa, terus menyedot sisa gas dari silinder bahkan setelah tekanan di dalam silinder disamakan dengan tekanan manifold buang. Dalam hal ini, efek tidak langsung lainnya muncul: karena pemompaan tambahan yang tidak signifikan ini, tekanan dalam silinder berkurang, yang secara menguntungkan mempengaruhi siklus pembersihan berikutnya - sedikit lebih banyak campuran baru yang mudah terbakar memasuki silinder daripada yang bisa didapat jika tekanan masuk silinder sama dengan atmosfer.

Selain itu, gelombang tekanan gas buang terbalik dipantulkan dari bingung (kerucut belakang sistem pembuangan) atau campuran (gas-diafragma dinamis) yang dipasang di rongga knalpot, kembali ke jendela knalpot silinder pada saat ditutup. , selain itu "memadatkan" campuran baru yang mudah terbakar di dalam silinder , yang selanjutnya meningkatkan isinya.

Di sini perlu dipahami dengan sangat jelas bahwa kita tidak berbicara tentang gerakan bolak-balik gas di sistem pembuangan, tetapi tentang proses osilasi gelombang di dalam gas itu sendiri. Gas bergerak hanya dalam satu arah - dari jendela knalpot silinder menuju outlet di outlet sistem pembuangan, pertama - dengan guncangan tajam, frekuensinya sama dengan putaran KV, kemudian secara bertahap amplitudo guncangan ini menurun, berubah menjadi gerakan laminar seragam dalam batas. Dan gelombang tekanan "bolak-balik" berjalan, yang sifatnya sangat mirip dengan gelombang akustik di udara. Dan kecepatan pergerakan fluktuasi tekanan ini mendekati kecepatan suara dalam gas, dengan mempertimbangkan sifat-sifatnya - terutama kepadatan dan suhu. Tentu saja, kecepatan ini agak berbeda dengan nilai kecepatan suara di udara yang diketahui, yang dalam kondisi normal kira-kira 330 m/detik.

Sebenarnya, tidak sepenuhnya benar menyebut proses yang terjadi di sistem pembuangan DSV murni akustik. Sebaliknya, mereka mematuhi hukum yang diterapkan untuk menggambarkan gelombang kejut, betapapun lemahnya. Dan ini bukan lagi gas standar dan termodinamika, yang jelas cocok dengan kerangka proses isotermal dan adiabatik yang dijelaskan oleh hukum dan persamaan Boyle, Mariotte, Clapeyron, dan lainnya yang serupa.
Ide ini mendorong saya ke beberapa kasus, yang saya sendiri adalah saksi mata. Esensi mereka adalah sebagai berikut: klakson resonansi mesin berkecepatan tinggi dan balap (udara, sudo, dan otomatis), yang beroperasi dalam kondisi ekstrim, di mana mesin terkadang berputar hingga 40.000-45.000 rpm, atau bahkan lebih tinggi, mulai " berenang" - mereka benar-benar berubah bentuk di depan mata kita, "menyusut", seolah-olah tidak terbuat dari aluminium, tetapi dari plastisin, dan bahkan terbakar klise! Dan ini terjadi tepat di puncak resonansi "pipa". Tetapi diketahui bahwa suhu gas buang di saluran keluar jendela knalpot tidak melebihi 600-650 ° C, sedangkan titik leleh aluminium murni agak lebih tinggi - sekitar 660 ° C, dan bahkan lebih untuk paduannya. Pada saat yang sama (yang paling penting!), Bukan megafon pipa knalpot yang lebih sering meleleh dan berubah bentuk, yang berbatasan langsung dengan jendela knalpot, di mana, tampaknya, suhu tertinggi dan kondisi suhu terburuk, tetapi area pembagi kerucut terbalik, yang sudah dicapai gas buang dengan suhu yang jauh lebih rendah, yang berkurang karena pemuaiannya di dalam sistem pembuangan (ingat hukum dasar dinamika gas), dan selain itu, ini bagian dari knalpot biasanya tertiup oleh aliran udara yang datang, mis. pendinginan tambahan.

Untuk waktu yang lama saya tidak dapat memahami dan menjelaskan fenomena ini. Semuanya jatuh ke tempatnya setelah saya tidak sengaja mendapatkan sebuah buku yang menjelaskan proses gelombang kejut. Ada bagian khusus dari dinamika gas, yang mata kuliahnya hanya diajarkan di departemen khusus di beberapa universitas yang melatih spesialis bahan peledak. Hal serupa terjadi (dan sedang dipelajari) dalam penerbangan, di mana setengah abad yang lalu, pada awal penerbangan supersonik, mereka juga menemukan beberapa fakta yang tidak dapat dijelaskan pada waktu itu tentang penghancuran badan pesawat selama transisi supersonik.