Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Тепловые двигатели

Диссертационная работа:

Котов Владимир Юрьевич. Моделирование и исследование процессов в пограничном слое при испарении диспергированного топлива в условиях химической неравновесности : Дис. ... канд. техн. наук : 05.07.05 : Казань, 2003 179 c. РГБ ОД, 61:04-5/1318

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы исследования.

Испарение является важнейшим подготовительным процессом при горении диспергированных топлив в тепловых двигателях и энергоустановках (ракетные и авиационные двигатели, бензиновые и дизельные двигатели внутреннего сгорания, газожидкостные смесительные элементы, топочные устройства, аппараты химической технологии и т.д.), существенным образом влияющим на эффективность протекания последующих процессов и, в конечном итоге, на экологические и энергетические характеристики агрегатов. Разработка моделей, позволяющих более точно описать процессы, происходящие в приповерхностном слое жидкого компонента и на выходе из него, является актуальной задачей.

Цель настоящей работы - моделирование и исследование процессов в пограничном слое при испарении диспергированного топлива в условиях химической неравновесности. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи исследования:

  1. Разработать физико-математическую модель процессов в пограничном слое, основанную на системе взаимосвязанных нестационарных реакторов идеального смешения (НРИС).

  2. Разработать программное обеспечение расчета параметров процессов в пограничном слое.

  3. Провести тестирование программного обеспечения с использованием имеющихся экспериментальных данных и численных результатов, полученных другими авторами.

4. Оценить вклад химической кинетики в преобразование продуктов
испарения в пограничном слое и сформулировать рекомендации по
использованию моделей химического взаимодействия.

5. Провести параметрический анализ с целью получения оценки влияния
процессов (диффузии, теплопроводности) на параметры в пограничном слое.

6. Исследовать возможность управления параметрами рабочих
процессов в агрегатах энергосиловых установок путем изменения характера
испарения диспергированного топлива.

Научную новизну работы составляют:

' - физическая схема и математическая модель процессов в реагирующем пограничном слое, основанные на концепциях и законах химической кинетики;

- определение степени влияния основных физико-химических процессов
(химическое реагирование, диффузия, теплопроводность) на изменение
параметров парогазовой смеси в пограничном слое и на выходе из него;

практические рекомендации по адекватному использованию различных моделей изменения состава («замороженная», неравновесная, равновесная) в пограничных слоях различной толщины;

подход к определению типа пограничного слоя, основанный на анализе нескольких критериев - диаметра капли, химических реакций в пограничном с

С. Птрвург W^

і

анализ испарения диспергированного азотного тетроксида (N204) в химически активный и инертный внешний поток при высоких и сравнительно низких температурах;

исследование для нескольких топливных композиций возможности управления рабочими параметрами агрегатов жидкостных ракетных двигательных установок путем изменения степени дисперсности компонента.

Практическая ценность и реализация.

Результаты, полученные в данной работе, могут быть использованы при проведении качественного и количественного анализа процессов, протекающих в реагирующем пограничном слое при испарении находящегося в виде капель или плоской горизонтальной пленки жидкого компонента, обдуваемого высокотемпературным газовым потоком, а также при химических преобразованиях в тонких слоях газофазных продуктов вдува через пористые стенки во внешний поток. Проведение исследований с использованием данной модели позволит разработать практические рекомендации по оптимизации конструкции агрегатов тепловых двигателей и энергетических установок.

Автор выносит на защиту:

- физическую схему и математическую модель процессов в пограничном
слое, основанную на системе НРИС;

программное обеспечение расчета параметров процессов в пограничном слое;

- оценку степени влияния основных физико-химических процессов
(химическое реагирование, диффузия, теплопроводность) на изменение
параметров парогазовой смеси в пограничном слое и на выходе из него;

- практические рекомендации по адекватному использованию различных
моделей преобразования состава продуктов испарения («замороженная»,
неравновесная, равновесная) в пограничных слоях различной толщины;

- подход к определению типа пограничного слоя, основанный на
анализе нескольких критериев - диаметра капли, скорости внешнего потока и
скорости химических реакций в пограничном слое;

- результаты анализа испарения диспергированного азотного тетроксида
(N:04) в химически активный и инертный внешний поток при высоких и
сравнительно низких температурах;

- исследование для нескольких топливных композиций возможности
управления рабочими параметрами агрегатов жидкостных ракетных
двигательных установок путем изменения степени дисперсности компонента.

Апробация результатов работы

Основные материалы диссертационной работы публиковались в
журналах «Изв. РАН. Энергетика», «Изв. ВУЗов. Авиационная техника»,
сборниках «Тепловые процессы в двигателях и энергоустановках летательных
аппаратов», «Моделирование процессов в двигателях и энергоустановках
летательных аппаратов», монографии «Математическое моделирование
высокотемпературных процессов в энергосиловых установках» (М.: Наука,
1989), докладывались и обсуждались на Всероссийской школе-
семинаре молодых ученых и специалистов «Проблемы

тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» (Казань, 2000 г.) и на 13-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции КФВАУ «Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология» (Казань, 2001). Материалы диссертации опубликованы в 7 статьях.

Личный вклад

Подобные работы
Лапицкий Владимир Иванович
Математическое моделирование и экспериментальное исследование характеристик камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя малой тяги на метане и кислороде
Фасил Али Гугсса
Исследование аэродинамики отрывного диффузора камеры сгорания газотурбинного двигателя с целью снижения гидравлических потерь на основе физического эксперимента и численного моделирования
Карасев Вячеслав Александрович
Исследование процесса сгорания и образования токсичных веществ в двигателе с двухстадийным сгоранием
Гиринович Михаил Петрович
Исследование процессов образования оксидов азота при сгорании топлив в перспективных дизелях
Кульчицкий Алексей Рэмович
Исследование процессов образования и разработка методов снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей внедорожных машин
Ильин Игорь Валерьевич
Исследование технологического процесса изготовления штампованных заготовок крупногабаритных широкохордных лопаток ГТД с использованием операции горячей закрутки пера
Махкамов Хамидулла Хайруллаевич
Расчетно-экспериментальное исследование рабочего процесса свободнопоршневого двигателя стирлинга.
Чувашев Александр Николаевич
Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи
Чистяков Александр Юрьевич
Исследование межцикловой нестабильности процессов топливоподачи дизелей при работе на режимах малых подач и частот вращения
Захаров Илья Львович
Методы исследования и пути совершенствования процессов газообмена и сгорания в бензиновых двигателях

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net