|
|
Главная » 2010 » Февраль » 19 » Теплопередача
|
Теплообмен между газом и стенками цилиндра действует на всех участках рабочего процесса, а потому оба основные уравнения всегда содержат члены, учитывающие теплообмен. Поэтому целесообразно рассмотреть общие вопросы, относящиеся к учёту теплообмена, прежде чем переходить к детальному рассмотрению отдельных участков рабочего процесса.
До настоящего времени не было разработано способа расчёта теплопередачи в двигателе, охватывающего различные встречающиеся в практике случаи, хотя первые попытки были сделаны более сорока лет назад. К этому ещё надо добавить, что Брызговым Н. Н. (1937 г.) формула была применена к исследованию теплопередачи в предкамерном и в воздушнокамерном дизелях.
Весьма сомнительно допущение о пропорциональности коэффициента теплопередачи первой степени ст. Исследования других случаев теплопередачи (в трубах и пр.), поставленные в более простых условиях и поэтому более надёжные, а также и теоретические соображения, приводят к более сложной зависимости а от скорости газа. Величина от которой зависит скорость движения газа в цилиндре, должна входить в формулу в степени меньше 1 или же коэффициент должен уменьшаться при увеличении.
Коэффициент в члене, учитывающем теплопередачу лучеиспусканием, зависит от состава газа, температуры, парциального давления каждого из элементарных газов, входящих в смесь, от формы и размеров цилиндра (включая камеру сжатия). В формуле же принято постоянное значение с — 0,362. Главным образом имеет значение содержание Н20 и С02, которые почти полностью определяют способность газовой смеси испускать и поглощать лучистую энергию.
Надо ещё учесть, что при всасывании и сжатии в цилиндре почти нет НяО и СОа, а поэтому на этих участках лучеиспускание совсем не должно учитываться. Между тем, формула обычно распространяется на весь рабочий процесс. Всё это делает численное значение с = 0,362 совершенно ненадёжным.
Надо ещё заметить, что формула может привести к удовлетворительным результатам при расчёте всего рабочего процесса (цикла), но для расчёта отдельных участков процесса требуются специальные формулы.
Изложенные соображения показывают, что учёт теплопередачи в настоящее время не может быть выполнен с большой точностью, а с другой стороны, применение формулы в основных уравнениях. Решение основных уравнений с учётом теплопередачи невозможно ни в конечном виде, ни в квадратурах, а численное решение также весьма сложно, особенно потому, что при учёте теплопередачи оба уравнения должны всегда решаться совместно, ибо в каждое из них всегда одновременно входят обе неизвестные функции р и Т.
Поэтому естественно стремление к упрощению учёта теплопередачи, принимая во внимание несовершенство формулы .
Одно из направлений этого упрощения заключается в упрощении структуры формулы . Для этого учтём, что теплопередача лучеиспусканием в цилиндре двигателя вообще незначительна по сравнению с суммарной теплопередачей. Для выяснения этого вопроса рассмотрим случай, когда теплопередача лучеиспусканием играет наибольшую роль в общей сумме. Очевидно, что это будет при наименьших давлениях в цилиндре, например, при выхлопе, при наименьшем коэффициенте d = 0, что относится к карбюраторным и газовым двигателям и, наконец, при возможно высоких температурах, что бывает в карбюраторных двигателях.
Поэтому рассмотрим вычисление коэффициента теплопередачи по формуле при выхлопе в карбюраторных двигателях. Температуру газов примем Т = Ю00°К, среднюю скорость поршня ст = 8 м/сек, (близко к минимальному значению в существующих автотракторных и авиационных двигателях),температуру стенки цилиндра Тст =400°К.
Проследим теперь, каково будет это соотношение в процессе расширения, при котором теряется наибольшее количество тепла путём теплопередачи.
На остальных участках рабочего процесса — при всасывании и сжатии — теплопередача незначительна по сравнению с теплопередачей при расширении и выхлопе, а лучеиспускание почти совсем отсутствует.
В дизелях лучеиспускание играет ещё меньшую роль, так как давления газов будут больше, чем в карбюраторных двигателях, а температуры меньше.
Приравнивая выражения и , вычисляем п, и, если оказывается, что п может быть принято постоянным на рассматриваемом участке рабочего процесса, то в основные уравнения можно вводить выражение вместо.
|
|
Категория: Двигатели внутреннего сгорания |
Просмотров: 1359 |
Добавил: Serg
| Рейтинг: 0.0/0 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
|
|
