Повышение ресурса ГБЦ газодизельного ДВС путем снижения его теплонапряженности

Условные обозначения и размерности 5
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. Анализ состояния проблемы. Цель и задачи исследования 9
1.1. Основные понятия о тепловом контакте твердых тел. Контактное термическое сопротивление 9
1.2. Состояние проблемы теплообмена в системах с нестатическими контактами 19
1.3. Выводы по главе 22
ГЛАВА 2. Моделирование процесса теплообмена через периодически контактирующие металлические поверхности 24
2.1. Задача о контактной теплопроводности двух периодически соприкасающихся стержней 24
2.2. Тепловая модель процесса теплообмена через периодически соприкасающиеся поверхности стержней при наличии контактного термосопротивления. 36
2.3. Выводы по главе 38
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования 40
3.1. Характеристика и программа экспериментальных исследований 40
3.2. Объекты исследований 40
3.3. Планирование эксперимента 42
3.4. Методика и установка для исследований теплообмена через периодически контактирующие металлические поверхности и определения контактных термосопротивлений для замкнутых контактов 43
3.5. Статистическая обработка результатов исследований и методика определения погрешностей 46
3.6. Выводы по главе 48
ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований 50
4.1. Теплообмен через периодически соприкасающиеся металлические поверхности при наличии контактного термосопротивления 50
4.3. Практическая реализация научных решений 61
4.4. Выводы по главе 63
ГЛАВА 5. Экономическая оценка проектных решений 65
5.1 Определение затрат на основные производственные фонды 66
5.2 Определение фонда заработной платы 66
5.3 Определение плановой калькуляции себестоимости ремонта изделия 67
5.4 Расчет показателей экономической эффективности 68
5.5. Выводы по главе 70
Основные выводы и результаты 71

Весь текст будет доступен после покупки

Передача тепла теплопроводностью в однородных и изотропных материалах впервые была представлена Фурье в 1822 году, однако в области контактной передачи тепла до работ Хольма и Росса, опубликованных в 1929 и 1948 годах, было проведено мало исследований. При этом для формирования более надежных и долговечных компонентов возросла необходимость определения и контроля скорости передачи тепла в контактирующих поверхностях (Ayers, 2003).
Множество экспериментальных и теоретических исследований проводилось в области контактной теплопередачи и особенно теплового контакта между шероховатыми поверхностями. Одну из самых известных моделей контактного теплообмена ввели Cooper et al., 1969; Mikic, 1971. Эта модель, имеющая обозначение CMY, используется для изотропных поверхностей при пластической деформации. На основе модели CMY (Mikic, 1974) были разработаны другие модели, такие как модель Микича и Йовановича. Sridhar, Yоvanovich (1994) изучалось поведение многих широко используемых при тепловом контакте моделей. Было проведено сравнение имеющихся данных различных моделей с многочисленными экспериментальными данными и сделан вывод, что модели, разработанные на основе CMY, являются более простыми и точными, особенно при высоких относительных давлениях межфазовой границы раздела. Однако такие модели при низком давлении показывают менее точные результаты, чем экспериментальные данные. Модель CMY и другие модели предполагают высокое распределение шероховатости по Гауссу.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. Анализ состояния проблемы. Цель и задачи исследования
1.1. Основные понятия о тепловом контакте твердых тел. Контактное термическое сопротивление
При затрагивании темы передачи тепла, необходимо разобрать его три основных способа: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением.
Теплопроводность – процесс распространения тепловой энергии при непосредственном соприкосновении отдельных частиц тела, имеющих различные температуры, и обусловлена движением микрочастиц тела.
Конвекция – процесс переноса тепловой энергии при перемещении объемов жидкости или газа в пространстве из области с одной температурой в область с другой. Конвекция возможна только в подвижной среде и всегда сопровождается теплопроводностью, так как при движении жидкости или газа неизбежно соприкосновение отдельных частиц, имеющих различные температуры.
Совместный процесс конвекции и теплопроводности называется конвективным теплообменом. Конвективный теплообмен между потоком жидкости или газа с твердой стенкой называют конвективной теплоотдачей.
Тепловое излучение – процесс распространения тепловой энергии при посредстве электромагнитных волн. При излучении происходит двойное превращение энергии: тепловая энергия тела переходит в лучистую и обратно – лучистая энергия переходит в тепловую, поглощаясь стенками и излучателем.
Рассмотрим основные особенности передачи тепла в поршневых двигателях внутреннего сгорания.
1. В двигателе внутреннего сгорания (далее – ДВС) имеет место сложный случай теплообмена, характеризующийся наличием всех трех элементарных процессов распространения тепла. Для подтверждения рассмотрим схему передачи тепла от рабочего тела, находящегося в цилиндре ДВС, к охлаждающей жидкости и внешней среде ( рис. 1.1).
Предполагаем, что цилиндр заполнен рабочим телом (газ) и идет процесс сгорания. Теплота от рабочего тела 1 при помощи конвекции и лучеиспускания передается масляному слою 2. Далее, теплопроводностью проходит этот слой, стенку гильзы цилиндра 3 и слой накипи 4. Далее с помощью конвективной теплоотдачи передается охлаждающему агенту 5, при помощи которого основная часть тепла выносится из рубашки охлаждения. Оставшаяся часть конвекцией передается стенке блока цилиндров 6 и при помощи конвекции и теплового излучения отдается в окружающую среду 7.

Рис. 1.1. Общая идеализированная схема передачи тепла от рабочего тела в цилиндре к охлаждающей жидкости и внешней среде: 1 – камера сгорания; 2 – слой масла или нагара; 3 – гильза цилиндра; 4 – слой накипи; 5 – охлаждающая жидкость; 6 – стенка блока цилиндров; 7 – окружающая среда
Передача тепла через другие элементы КС двигателя отличается от описанной лишь частностями.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки