Задать вопрос юристу

1.4 Методы моделирования процесса сгорания

Приведенные выше представления о механизмах сгорания и распространения пламени являются на сегодня практически общепризнанными. Однако их воплощение в математические модели встречает значительные трудности.

Для того, чтобы отобразить картину движения, тепло- и массопереноса во всем объеме рабочего цилиндра требуется модель, в которой учитывалась бы неоднородность поля температур, составов и скоростей. В этой модели должны быть учтены "для каждой точки" условия диффузии и протекающих химических реакций. Иными словами, для отображения процессов сгорания требуется, по меньшей мере, двухмерная (осесимметричная), а при асимметричной камере сгорания - трехмерная математическая модель. Сведения о таких моделях встречаются в литературе, но, как отмечалось ранее, они чрезвычайно сложны и требуют весьма мощной вычислительной техники [3,18,21].

Поэтому естественны попытки, оставаясь в рамках нуль-мерных моделей, ввести в них, хотя бы частично, физические представления о сгорании.

Простейший путь заключается во вводе в модель характеристик подвода теплоты от сгорания (кривой тепловыделения), полученной экспериментально,

либо непосредственно в числовом виде, либо аппроксимированной некоторой функцией. Так, широкое признание получила формула И.И. Вибе [46, 47, 59]

/ \Я| + 1

1п(1 -Хг)

Х = 1-е , (1.14)

в которой форма кривой задается двумя параметрами m и (pz. Достоинство этой формулы в близком соответствии формы кривой реальным характеристикам тепловыделения и возможности широкого ее варьирования за счет подбора параметров. Эта формула может применяться как к однозонной, так и к двухзон- ной или многозонной модели - различие лишь в том, к какому объему относится подвод теплоты. К настоящему времени накоплен большой статистический материал о диапазоне параметров m и ф2 и их связи с особенностями конструкции и режимом работы двигателей.

Так в работе [92] приводятся эмпирические зависимости, связывающие эти параметры с частотой вращения, температурой, давлением, коэффициентом избытка воздуха и остаточных газов. В данной работе эти зависимости даны для двух марок двигателей, причем для каждого двигателя - свои. Этот пример наглядно показывает чисто эмпирический характер формулы Вибе и сложность в установлении универсальных закономерностей.

Одним из важнейших достижений в совершенствовании теплового расчета ДВС явился учет длительности процесса сгорания. Полуэмпирическое уравнение Вибе, достаточно хорошо описывающее форму кривой тепловыделения. Но как было рассмотрено в работах Петриченко и других отечественных и зарубежных исследователей [107], нет обще принятого и достаточно точного разделения процесса сгорания на фазы. Особенно это касается третей фазы, когда же в действительности она начинается, и когда заканчивается? В связи с этим требуется найти способ для определения продолжительности третьей фазы сгорания, а также всего процесса сгорания.

Таким образом, приходится констатировать, что на сегодня не существует моделей расчета сгорания, полностью свободных от эмпирических зависимостей. Учитывая это, при выборе способа моделирования следует исходить, во-первых, из поставленных задач. Так, если требуется воспроизвести индикаторную диаграмму для оценки исходных величин в расчетах теплообмена и механических нагрузок, вполне уместно моделирование с помощью аппроксимаций тепловыделения. Для расчетов, связанных с анализом системы газообмена,

формы камеры сгорания, процесса сгорания, образованием токсичных составляющих ОГ, необходима модель более высокого уровня, однако на сегодня трудно указать, какая именно. В принципе от такой модели потребуется увязка, в той или иной форме, со скоростью распространения пламени.

<< | >>
Источник: Смоленский Виктор Владимирович. Особенности процесса сгорания в бензиновых двигателях при добавке водорода в топливно-воздушную смесь: дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02. - М.: РГБ, 2007. 2007

Еще по теме 1.4 Методы моделирования процесса сгорания:

  1. 4.1 Обобщение выявленных особенностей процесса сгорания при добавке водорода в ТВС и оценка влияния режимных параметров работы на процесс сгорания ТВС
  2. 1.7 Анализ методов изучения процесса сгорания в цилиндре поршневого ДВС
  3. 3.1 Измерение и анализ продолжительности процесса сгорания
  4. 4.2 Математические зависимости основных характеристик процесса сгорания
  5. 4.1.4 Влияние степени сжатия на продолжительность процесса сгорания топливно-воздушной смеси
  6. 3.1.5 Продолжительность всего процесса сгорания и особенности его протекания при добавке водорода.
  7. 4.1.1 Влияние частоты вращения на продолжительность процесса сгорания топливно-воздушной смеси
  8. 4.1.2 Влияние угла опережения зажигания на продолжительность процесса сгорания топливно-воздушной смеси
  9. 3.4 Амплитуда импульса тока на датчике ионизации в КС, как характеристика процесса сгорания
  10. 1.7.1 Возможности применения датчика ионизации для контроля и регулирования процесса сгорания ТВС в цилиндре двигателя.
  11. 4.1.3 Влияние состава смеси а на продолжительность процесса сгорания топливно-воздушной смеси
  12. 6. МЕТОДОЛОГИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
  13. 1. МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ
  14. 3.3. Методы моделирования и количественного анализа для решения управленческих проблем
  15. Глава 24(5). Моделирование процесса целеобразования
  16. 2.2 Разработка программы «POLIFUN" для моделирования процесса ректификации
  17. 6.2.4 Математическое моделирование технологических процессов
  18. 3. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ