Отправить статью по E-mail Математическое моделирование химической кинетики процессов воспламенения топлива в камере сгорания дизеля на режимах пуска
- Авторы: Бондарь В.Н1, Малоземов А.А1, Кукис В.С1, Омельченко Е.А2, Малоземов Г.А1
-
Учреждения:
- Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)
- Омский филиал Военной академии материально-технического обеспечения им. генерала армии А.В. Хрулева
- Выпуск: Том 85, № 6 (2018)
- Страницы: 3-11
- Раздел: Статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/0321-4443/article/view/66412
- DOI: https://doi.org/10.31992/0321-4443-2018-6-3-11
- ID: 66412
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В статье представлены результаты расчетно-теоретического исследования, направленного на обеспечение соответствия дизелей требованиям нормативно-технических документов к пусковым качествам. В ходе исследования создана и реализована в виде отдельного программного обеспечения математическая модель химической кинетики процессов воспламенения и горения топлива в камере сгорания, которая может быть использована при прогнозировании пусковых качеств дизеля. Разработанная математическая модель имплементирована в трехмерную газодинамическую модель процессов в камере сгорания. В ходе расчетного исследования химической кинетики реакций горения топлива на режимах пуска дизеля установлено, что для обеспечения воспламенения топлива в камере сгорания необходимая величина локальных температур рабочего тела должна составлять не менее 1350 К. Допустимая доля оксида углерода в рабочем теле на режиме сопровождения подогревателем воздуха на впуске не должна превышать 40 %. Показано, что увеличение степени сжатия при постоянной температуре газов мало влияет на химическую кинетику предпламенных процессов и скорость реакции горения. Выявлено, что температура стенок камеры сгорания имеет превалирующее влияние на возможность воспламенения топлива. Установлены значения температур стенок, до которых необходимо разогреть дизель с применением средств предпусковой подготовки и облегчения пуска для различных температур среды, частот вращения коленчатого вала, степени сжатия, концентрации продуктов сгорания подогревателя воздуха на впуске. Разработанные математическая модель и программное обеспечение используются в текущих научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах Южно-Уральского государственного университета по созданию новых и модернизации существующих дизелей ООО «ЧТЗ - Уралтрак» различных типов.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
В. Н Бондарь
Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)к.т.н.
А. А Малоземов
Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)д.т.н.
В. С Кукис
Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)д.т.н.
Е. А Омельченко
Омский филиал Военной академии материально-технического обеспечения им. генерала армии А.В. Хрулева
Email: idem74@mail.ru
к.т.н.
Г. А Малоземов
Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)
Список литературы
- Купершмидт В.Л. Улучшение пусковых качеств дизелей // Тр. НАТИ. Вып. 200. М.: ОНТИ НАТИ, 1968. С. 15-22.
- Разлейцев Н.Ф. Моделирование и оптимизации процесса сгорания в дизелях. Харьков: Вища школа, 1980. 169 с.
- Hiroyasu H., Kadota T., Arai M. Development and use of a spray combustion modeling to predict diesel engine efficiency and pollutant emissions // Bull. JSME. 1983. Vol. 26. No 214. P. 576-583.
- Pitz W., Cernansky N., Dryer F., Egolfopoulos F. Development of an experimental database and chemical kinetic models for surrogate gasoline fuels // SAE Paper 2007-01-0175. 2007. P. 1-25.
- Burcat A., McBride B. Ideal gas thermodynamic data for combustion and air-pollution use // Techno Report TAE. No 697. 1993.
- Потехин В.М. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки. М.: Химиздат, 2007. 944 с.
- McBride B., Gordon S., Reno M. Coefficients for calculating thermodynamic and transport properties of individual // NASA Report TM-4513, 1993. 250 p.
- Daubert T., Danner R. Physical and thermodynamic properties of pure chemicals: Data compilations. Taylor & Fransis, 1994. 142 р.
- Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Моделирование систем. Практикум по компьютерному моделированию. СПб.: БХВ-Петербург, 2007. 352 с.
- Petzold L.R. A description of DASSL: A differential/algebraic system solver // Scientific Computing, 1983. P. 65-68.
- Малоземов А.А. Барельеф-термохимия: свидетельство о государственной регистрации № 2018616031, Российская Федерация. Опубликовано 21.05.2018. Бюл. № 6.
- Fritzson P. Principles of object-oriented modeling and simulation with Modelica 3.3: A cyber-physical approach. New-York: Wiley, 2014. 1252 p.
- OpenModelica. Режим доступа: https://openmodelica.org (дата обращения 24.10.2018).
- OpenFOAM Foundation. Режим доступа: www.openfoam.com (дата обращения 24.10.2018).
- Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1977. 735 с.
- Senecal P., Schmidt D., Nouar I., Rutland C. Modeling high-speed viscous liquid sheet atomization // International Journal of Multiphase Flow. 1999. No 25. P. 1073-1097.
- O’Rourke P. Collective drop effects on vaporizing liquid sprays // PhD thesis. Princeton University. Princeton. 1981.
- Crowe C., Sommerfeld M., Tsuji Y. Multiphase flows with droplets and particles. CRC Press LLC, 1998. 509 p.
- Bai C., Gosman A. Development of Methodology for Spray Impingement Simulation // SAE paper 950283. 1995.
- Malozemov A.A. Development of software for calculation and optimization of diesel operating processes and fuel supply // International Conference on Industrial Engineering 2015. Procedia Engineering. 2015. No 129. Elsevier Ltd. P. 724-730.
- Семенов Н.Н. Самовоспламенение и цепные реакции // Успехи химии. 1967. № 36. С. 3-22.
Дополнительные файлы
