Контроль параметров процесса наполнения газопоршневого двигателя методом малых отклонений

от

А.Г. Клименко

Институт природно-технических систем, РФ, г. Севастополь, ул. Ленина, 28

E-mail: kag1958776@gmail.com

DOI: 10.33075/2220-5861-2020-3-49-55

УДК 621.43.052

Реферат:

   В настоящей работе разработана математическая модель по оценке тепловых и эффективных показателей работы важнейшей составляющей когенерационной установки – газопоршневого двигателя (ГПД), работающего в системе когенерации, в частности. Исследованы показатели процесса наполнения цилиндров свежим зарядом воздуха при переменных условиях окружающей среды путём последовательных приближений с использованием метода малых отклонений. Преимуществами метода малых отклонений являются возможность линеаризации расчетных уравнений, а также производство расчетов не абсолютного, а относительного изменения параметров. Основными показателями процесса наполнения цилиндров свежим зарядом являются параметры рабочей смеси в конце такта наполнения: давление рабочей смеси pa, степень сжатия ε, степень подогрева свежего заряда на такте наполнения ΔT, параметры остаточных газов (количество Mr, давление pr и температура Tr), температура рабочей смеси Tк.

   Применение метода малых отклонений при оценке влияния температуры рабочей смеси (процесс наполнения) на эффективные показатели ГПД выявило важный вывод о том, что относительное изменение удельного эффективного расхода топлива (экономическая составляющая работы ГПД) находится в обратной зависимости от квадрата относительного изменения температуры наддувочного воздуха. Кроме того, применение эффективного охлаждения наддувочного воздуха будет влиять и на температуры внутри цилиндров ГПД, а, следовательно и на температуру сгорания топлива. В свою очередь, снижение температуры сгорания топлива позволит повысить экологическую безопасность работы ГПД и снизить выбросы в атмосферу вредных компонентов выхлопных газов, в частности, NOx.

Ключевые слова: контроль параметров, метод малых отклонений, процесс наполнения, газопоршневой двигатель, эффективность сгорания, экологический эффект.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Гольтраф И.С. Охлаждение воздуха в судовых дизелях. Л.: Судостроение, 1966. 200 с.
  2. Васильев-Южин Р.М. Работа судового дизеля в неспецификационных условиях. Л.: Судостроение, 1967. 160 с.
  3. Вибе И.И. Теория двигателей внутреннего сгорания: Конспект лекций. Челябинск, 1974. 252 с.
  4. Ваншейдт В.А. Дизели: Справочник / Б.П. Байков, В.А. Ваншейдт, И.П. Воронов [и др.] / под общ. ред. В.А. Ваншейдта [и др.]. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1977. 479 с.
  5. Шароглазов Б.А. Двигатели внутреннего сгорания: теория, моделирование и расчёт процессов: Учебник по курсу «Теория рабочих процессов и моделирование процессов в двигателях внутреннего сгорания» / Б.А. Шароглазов, М.Ф. Фарафонтов, В.В. Клементьев. Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2005. 403 с.
  6. Безюков О.К. Анализ энергоэкологического эффекта применения газопоршневых двигателей в судовых энергетических установках / О.К. Безюков, В.А. Жуков, К.А. Воробей // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2015. Вып. 6 (30). С. 145–151.
  7. Зельдович Я.Б. Окисление азота при горении / Я.Б. Зельдович, П.Я. Садовников и Д.А. Франк-Каменецкий; Акад. наук СССР. Ин-т хим. физики. М.; Л.: Изд-во и 2-я тип. Изд-ва Акад. наук СССР, 1947 (Москва). 148 с.
  8. Баландина О.А., Пуринг С.М. Исследование влияния температуры воздуха на уровень выделения оксидов азота в дымовых газах котельных установок // Градостроительство и архитектура. 2019. Т. 9, № 4. С. 27–32.

Loading