Введение
ГЛАВА 1. Анализ научно-исследовательских работ, посвященных моделированию рабочего процесса дизеля.
1. Классификация математических моделей рабочего процесса 13
1.2. Нормирование выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей 15
1.3. Методы снижения концентрации вредных веществ в отработавших газах дизелей 22
1.4. Образование оксидов азота 24
1.5. Утилизация теплоты отработавших газов
1.5.1. Методы утилизации теплоты отработавших газов 26
1.5.2. Прямое преобразование тепловой энергии в электрическую с помощью термоэлектрического генератора 29
1.6. Выводы по главе 1 32
ГЛАВА 2. Математическое моделирование рабочего процесса среднеоборотного дизеля и термоэлектрического генератора 34
2.1. Обобщенная система уравнений переноса 34
2.2. Моделирование турбулентности
2.2.1. Подходы к моделированию турбулентных течений 36
2.2.2. Модель турбулентности k- 38
2.2.3. Модель турбулентности k--f 39
2.3. Пристеночные функции и модели теплообмена в пограничном слое.. 41 Стр.
2.3.1. Особенности течения в пристеночном слое 41
2.3.2. Гибридные пристеночные функции 43
2.3.3. Стандартная модель теплообмена 44
2.4. Обзор моделей сгорания 45
2.4.1. Модель сгорания Магнуссена-Хартагера 45
2.4.2. Трёхзонная расширенная модель когерентного пламени 2.5. Численное интегрирование уравнений переноса 49
2.6. Виды расчётных сеток для моделирования рабочего процесса дизеля 2.6.1. Моделирование процессов сжатия и сгорания для сектора цилиндра 55
2.6.2. Моделирование процессов сжатия и сгорания для целого цилиндра 56
2.6.3. Моделирование процессов впуска, сжатия и сгорания 60
2.6.4. Моделирование процессов впуска, сжатия, сгорания и выпуска 60
2.7. Моделирование впрыскивания топлива 61
2.7.1. Основные уравнения динамики капель топлива 61
2.7.2. Математическая модель распада капель топлива 63
2.7.3. Математическая модель нагрева и испарения капель топлива
2.8. Выбор модели турбулентности 66
2.9. Выбор алгоритма коррекции давления
2.10. Выбор модели сгорания 70
2.11. Выводы по главе 2 72
Глава 3. Расчетно-экспериментальное иследование рабочего процесса среднеоборотного дизеля 73
3.1. Экспериментальное исследование рабочего процесса среднеоборотного дизеля 1ЧН26,5/31 (ЭД500) 73
3.1.1. Описание экспериментальной установки дизеля 1ЧН26,5/31 Стр.
3.1.2. Результаты испытаний двигателя 1ЧН26,5/31 75
3.2. Определение исходных данных для трехмерного моделирования 77
3.3. Исходные данные для моделирования впрыскивания топлива
3.3.1. Верификация математической модели распространения струи топлива 79
3.3.2. Расчёт характеристики впрыскивания 83 3.3.1. Моделирование рабочего процесса с использованием различных настроек модели испарения капель топлива 84
3.4. Расчёт процесса впуска дизеля ЧН26,5/31 86
3.4.1. Верификация математической модели продувки впускного канала 86
3.4.2. Расчёт процесса впуска дизеля ЧН26,5/31 на режиме номинальной мощности 92
3.4.3. Расчёт процесса впуска дизеля ЧН26,5/31 на различных режимах по нагрузочной характеристике 99
3.4.4. Влияние температуры воздуха на впуске на вихревое число и коэффициент наполнения среднеоборотного двигателя 102
3.4.5. Влияние давления на входе во впускной канал на вихревое число и коэффициент наполнения среднеоборотного двигателя 103
3.4.6. Влияние частоты вращения коленчатого вала на вихревое число и коэффициент наполнения среднеоборотного двигателя 105
3.4.7. Влияние одновременного изменения частоты вращения коленчатого вала и давления на впуске на вихревое число и коэффициент наполнения среднеоборотного двигателя
3.5. Моделирование процессов сжатия и сгорания дизеля ЧН26,5/31 110
3.6. Снижение выбросов оксидов азота с отработавшими газами дизеля..
3.6.1. Влияние вихревого числа на параметры дизеля 113
3.6.2. Выбор числа сопловых отверстий распылителя 116
3.6.3. Выбор размеров камеры сгорания 118 Стр.
3.7 Выводы по главе 3 120
ГЛАВА 4. Исследование возможности использования термоэлектрического генератора для повышения эффективных показателей среднеоборотного дизеля ... 121
4.1. Термоэлектрический генератор 121
4.2. Моделирование течения в проточной части горячего теплообменника
4.2.1. Математическая модель обтекания облунённой поверхности 123
4.2.2. Моделирование течения в горячем теплообменнике
4.3. Математическая модель теплообмена в термоэлектрическом генераторе 138
4.4. Моделирование работы термоэлектрического генератора 142
4.5. Увеличение длины ТЭГ 146
4.6. Влияние термоэлектрического генератора на двигатель
4.6.1. Влияние сопротивление на выпуске на мощность двигателя 148
4.6.2. Мощность на прокачку теплоносителя 149
4.7. Выводы по главе 4 151
Основные выводы и заключение по диссертации 153
Список литературы
