Обґрунтування доцільності підвищення економічності чотиритактного трициліндрового дизеля використанням у турбіні складеного малоімпульсного потоку випускного газу високої роботоздатності. Розробка і перевірка ефективності перспективної системи ГТН.
Аннотация к работе
Національний технічний університет Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана на кафедрі “Теплотехніка і гідравліка” Запорізького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Єгоров Ярослав Олексійович, Запорізький національний технічний університет, м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Куценко Олександр Сергійович, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, м. Захист відбудеться “3 ”жовтня 2002 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.13 у Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут” за адресою: 61002, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”.Підвищення економічності насамперед вимагають двигуни з малим числом циліндрів, виробництво яких розширюється; вдосконалення у звязку з цим потребують системи газотурбінного наддуву (ГТН) і процеси в їх елементах. Втрати можливо знизити, використовуючи у турбіні потік високої роботоздатності задовільної імпульсності, складений з виділених порцій випускного газу окремих циліндрів у колекторі, газ низької роботоздатності при цьому скидається. Актуальність теми дисертаційної роботи обумовлена необхідністю розробки методики вибору і пристосування системи газотурбінного наддуву, що відповідає сімейству чотиритактних трициліндрових двигунів, прогнозування техніко-економічних показників при різних умовах експлуатації на основі варіантних розрахунків, вироблення заходів перспективного удосконалення з урахуванням існуючих тенденцій розвитку. Воно виконане з ініціативи виробничого обєднання “Південди-зельмаш” відповідно до наукових планів Запорізького національного технічного університету (ЗНТУ) за темою “Дослідження і розробка ефективних методів використання енергії випускних газів комбінованих двигунів внутрішнього згоряння”, що була включена до плану Міністерства освіти України № 38 “Наукові проблеми енергозбереження шляхом діагностики, інтенсифікації теплотехнологій в енергетиці, промисловості і сільському господарстві при дотриманні екологічних вимог” на 1997 - 2000 рр. Резерви підвищення циклової енергії на валу турбіни встановлено за методологією планування і прогнозування експерименту, межі розподілу випускного газу на частини високої і низької роботоздатності - математичними експериментами з відсіювання.За погодженістю і величиною парціальних втрат енергії до числа значущих віднесено розмірність турбокомпресора і прохідну площу соплового апарата, а за умовами ефективної роботи компресора - обєм впускного колектора. Другий розділ присвячений уточненню ФММ робочого циклу КДВЗ і методики її рішення, розробці програмного забезпечення; враховуються особливості нестаціонарної течії газу в турбіні. Вона містить системи диференціальних рівнянь для циліндра, випускного колектора і турбіни, замикається рівняннями стану і динаміки ротора турбокомпресора. dmвп, dmв, dmt, , - елементарні маси робочого тіла, що витекли через впускні і випускні клапанні органи, турбіну, розрахунковий сектор соплового апарата і турбіни; Швидкість нестаціонарного руху у секторі wj обчислюється за формулою, що складена на основі визначення короткого каналу де Dt = DF/wtk - час повороту ротора турбокомпресора на кут, що дорівнює розрахунковому сектору, Lt - наявна енергія газу на вході у розрахунковий сектор, - швидкість газу у секторі на початку інтервалу часу Dt, lэ - еквівалентна довжина каналу.Удосконалено імпульсну систему ГТН чотиритактного трициліндрового дизеля на основі ідеї розподілу і використання у турбіні випускного газу високої роботоздатності. Варіант названо ізобарно-імпульсною системою, її застосуванням паливну економічність дизеля підвищено на 3 %. Визначено межі доцільного використання у турбіні газу високої роботоздатності і місце ізобарно-імпульсної системи у ряду відомих систем ГТН; розроблено рекомендації з реконструкції систем ГТН двигунів з малим числом циліндрів у ізобарно-імпульсну систему. Підвищено точність ФММ і методики розрахункового дослідження циклу КДВЗ обліком особливостей нестаціонарного руху газу в турбіні і газообміну у період продувки циліндра, це підвищило відповідність розрахункової й експериментальної індикаторних робіт циклу на 2.3 %.