DOI

ЦЕЛЬ. На основе физико-математического моделирования оценить влияние конструкции выпускного коллектора на газодинамику и теплообмен стационарных турбулентных потоков газа в цилиндре и выпускной системе поршневого двигателя внутреннего сгорания для разных граничных условий.МЕТОДЫ. Исследование газодинамики и теплообмена потоков осуществлялось с помощью CFD-подхода в специализированном программном обеспечении российского производства. Моделирование выполнялось для перепада давления от 0,15 до 40 кПа (скорость потока на выходе из системы 10-130 м/с). Для моделирования использовалась k-ε модель турбулентности. Расчетная сетка состояла из 610000 ячеек. Изменение конструкции заключалось в использовании профилированных каналов с поперечными сечениями в форме круга (диаметр 30 мм), квадрата (сторона 30 мм) и треугольника (сторона 52 мм).РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описаны математическая модель, изучаемая геометрия выпускной системы и анализ полученных данных. В качестве газодинамических характеристик потока были выбраны поле скоростей, изолинии одинаковых скоростей и касательные вектора скорости. Дан анализ газодинамики в продольном сечении выпускной системы и клапана, а также визуализация структуры потока в 4 контрольных сечениях вдоль длины выпускной системы. Коэффициент теплоотдачи в выпускной системе использовался для оценки теплообменных характеристик потока. Показаны качественные и количественные отличия в газодинамических и теплообменных показателях потоков для разных конструкций выпускной системы.ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Установлено, что существуют общие газодинамические эффекты при течении газа в разных элементах выпускной системы. Показана эволюция структуры потока вдоль длины системы выпуска на базе изменения поля скоростей, изолиний одинаковых скоростей и касательных вектора скорости. Выявлены вихревые структуры, образующиеся в клапанном узле и углах профилированных каналов. Установлено, что использование профилированных каналов в выпускной системе приводит к снижению коэффициента теплоотдачи на величину от 5 до 12 %.
Переведенное названиеSTATIONARY THERMAL-GAS-DYNAMICS OF FLOWS IN THE CYLINDER AND EXHAUST SYSTEM OF A PISTON ENGINE
Язык оригиналаРусский
Страницы (с-по)130-142
Число страниц13
ЖурналИзвестия высших учебных заведений. Проблемы энергетики
Том25
Номер выпуска1
DOI
СостояниеОпубликовано - 2023

    Уровень публикации

  • Перечень ВАК

ID: 38542708