Двигатели внутреннего сгорания. 2010. №2 PDF (Size:7770 МБ)

В для стандартного летнего топлива определяем подвум точкам: при атмосферном давлении p S = p 0 =0,1 МПа ; Т К = Т М = 527 К и при критических параметрахp S = p кр = 1,5 МПа; Т К = Т кр = 718 К;плотность топлива ρ f = 845 кг/м 3 . С учетом среднегодиаметра капель d 32 = 25·10 -6 м находим относительноевремя испарения топлива.Принимаем, что относительная скорость испарениятоплива пристеночного топлива в зависимостиот температуры стенки КС изменяется попараболической зависимости, достигая максимумапри критической температуре испарения топлива.Поэтому скорость испарения частиц топлива в пристеночномдвухфазном слое определяем, используявыражение (1).Для расчета константы испарения топливавблизи стенки воспользуемся следующим упрощеннымпредставлением о развитии струи в пристеночнойзоне. Долю топлива, достигшего стенкиσW, распределяем по потокам и по зонам испарения:σ , σ ,ЯW jФW jσ ОWjσ W j. На данном этапе исследованиядоли топлива σ ОW суммируем с σОисчитаем, что константы испарения этих масс топливаК Оодинаковы. Аналогично поступаем с долямитопливаК ФjσФWjиσ Ф , константу испарениякоторых также считаем одинаковой. Для топливав пристеночном слоепо стенкам КС в поршне, осевшего на поверхностькрышкиσГW jσ КW j, принимаем NU = 3,5.Dσ ЯW jσ ПW jРабочие процессы ДВС, развивающимсяи на гильзу цилиндраДля расчета действительной константы испаренияиспользуем выражение Bи= Y ⋅ Kи/ d 32 .Здесь Y – эмпирическая поправка теоретическойконстанты испарения, введена для уменьшенияпогрешностей, связанных с принятыми допущениями.Опыт идентификации характеристик тепловыделенияна различных режимах работы двигателейтипа СМД, показал, что Y можно принятьзависящей, прежде всего, от мелкости распыливанияd 32K и j, вихревого движения заряда вблизи ВМТH и частоты вращения коленчатого вала n :0,532 ⋅(H ⋅ )Y ≈ ( 1...1,2) ⋅ d n.jj2Процесс сгорания условно разделим на четырехарактерных периода: задержка воспламенения,сгорание в процессе топливоподачи (стадия кинетическоговыгорания паров топлива, испарившихсяза период задержки воспламенения и стадия сгораниятоплива, испаряющегося после начала сгорания),развитое диффузионное горение после окончаниявпрыскивания и развития ТС и догораниепаров топлива и продуктов неполного сгорания. Впроцессе горения топливный факел охвачен пламенем,максимальная температура которого достигает2500 …2700 К. При этом даже значительное повышениетемпературы стенок КС не приводит к существеннымизменения условий сгорания в её объеме.Поэтому, в данной работе основное вниманиеуделено учету влияния пристеночного смесеобразованияна скорость развития цепных реакцийдля периода сгорания на участке топливоподачи идо окончания развития топливных струй.Известно, что сгорание в период топливоподачиотличается динамичной вспышкой (резким нарастаниемскорости тепловыделения в начале горенияи, столь же быстрым, снижением сгорания вконце вспышки), затем новым повышением скороститепловыделения с максимумом в момент окончанияразвития ТС. Такой характер изменения скороститепловыделения хорошо описывают простыекинетические уравнения, выведенные Н.Ф. Разлейцевым[7] и получившие развитие в работе [3].Рассмотрим уравнение для относительнойскорости сгорания топлива в период после начальнойвспышки и до окончания развития ТС:( dx / dτ)1 = P1⋅ Ψ1+ P2⋅ Ψ2= dσи/ dτ ⋅ Ψ1+, (3)+ A ( B / V )( σ − x)(α − x)⋅ Ψ2CCигде P 1 , P 2 - функции для относительной скоростивыгорания паров топлива, образовавшихся послепериода задержки воспламенения и относительнойскорости догорания продуктов неполного сгоранияв объеме цилиндра; Ψ 1 ,2- коэффициенты полнотысгорания для паров топлива, образовавшихсяпосле периода задержки воспламенения и догоранияпродуктов неполного сгорания, A 2 - коэффициентпропорциональности; V C –объем цилиндра вВМТ, м 3 ; α - коэффициент избытка воздуха присгорании;Ψ 2σ и - доля цикловой порции топлива,испарившегося к данному моменту времени; x –текущее значение суммарного относительного тепловыделения.Скорость сгорания паров топлива, образовавшихсяпосле воспламенения, пропорциональнаdσ и / dτ . Скорость догорания продуктов неполногосгорания, поступивших из зон горения в окружаю-ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2'2010 43