Аналіз робочого процесу суднового малообертового дизеля

Анотація

Проведено аналіз методів моделювання робочих процесів дизелів.У сфері сучасних методів розрахунку робочих процесів дизелів склалися два напрями: термодинамічних та чисельних методів. Останні ґрунтуються на вирішенні завдань механіки рідини та газу засобами комп'ютерного моделювання. Розрахунок процесу згоряння в термодинамічних моделях зводиться до визначення швидкості тепловиділення, яка залежить від швидкості згоряння палива dx/dφ. Встановлено невирішене завдання розрахунку згоряння палива з урахуванням реальних характеристик сумішоутворення та кінетики реакцій окиснення. Запропоновано робочу методику розрахунку характеристик тепловиділення за індикаторними діаграмами. При розробці методики розрахунку dx/dϕ прийнято такі припущення:

• не враховані втрати на дисоціацію продуктів згоряння, що становлять умови згоряння в дизелі 0,2-0,7 %;


• не проведено коригування нижчої теплоти згоряння на величину початкової температури продуктів реакції та зміну складу газової суміші, що становить 0,8 %.

Слід зазначити, що ці припущення частково компенсують один одного. Проведено обробку індикаторної діаграми суднового малообертового дизеля. Наступним етапом аналізу робочого процесу є дослідження процесу згоряння. Передбачено створення інформаційного середовища для фізико-хімічних процесів у циліндрі дизеля. При великому різноманітті уявлень про механізм формування факела, а також роль різних факторів у процесах сумішоутворення та згоряння базовим у всіх феноменологічних підходах є опис поведінки краплі розпиленого палива. З урахуванням цієї обставини аналіз, а згодом синтез робочого процесу виконано з урахуванням закономірностей прогріву і випаровування окремої краплі. Наведено методику аналізу процесів сумішоутворення та алгоритм підготовки даних для оцінки умов процесу згоряння. Використано комбінований підхід: поєднання феноменологічного та стохастичного методів. Кінцевим результатом аналізу процесу згоряння є визначення величини коефіцієнта швидкості хімічного реагування бімолекулярної схеми згоряння палива. Проведено аналіз характеристик сумішоутворення та згоряння по індикаторній діаграмі  та осцилограмі паливоподачі  дизеля. Отримано регресійні рівняння для коефіцієнта швидкості згоряння бімолекулярної реакції. Як визначальні прийняті чотири фактори: температура газів у циліндрі, сумарна частка згорілого палива, концентрація палива, підготовленого до згоряння та концентрація кисню. Коефіцієнт детермінації (множинний коефіцієнт кореляції) регресійної залежності становив R² = 0,9169.