Локальный теплообмен в поршневых двигателях

Локальный теплообмен в поршневых двигателях
Р.З. Кавтарадзе
  • Год:
    2016
  • Тип издания:
    Учебник
  • Объем:
    520 стр. / 42.25 п.л
  • Формат:
    70x100/16
  • ISBN:
    978-5-7038-4118-1
  • Читать Online

Серия: Техническая физика и энергомашиностроение

Ключевые слова: 3D-моделирование, ДВС, МКЭ, датчики, дизели, закон Планка, закон Фурье, излучение, камеры сгорания, краевые задачи, массообмен, математическое моделирование, метод контрольных объемов, нестационарность, нестационарный перенос, пограничный слой, поршневые двигатели, разностные схемы, температурные поля, теплоизоляция, теплообмен, теплопроводность, термопары, топлива, формула Вошни, эффект Вошни

Учебник посвящен исследованию локального теплообмена в поршневых двигателях. Значительная его часть написана на основе результатов, полученных в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Ряд вопросов в теории поршневых двигателей рассматривается впервые. В данный учебник, написанный на основе учебного пособия с тем же названием (1-е изд. - 2001 г., 2-е изд. - 2007 г.), включены новые материалы, отражающие достижения последних лет в этой области науки. Содержание учебника соответствует курсу лекций, который автор читает в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Для магистрантов, аспирантов, научных и инженерно-технических работников, занимающихся созданием перспективных двигателей, а также исследованием и доводкой существующих моделей.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1. Краткий очерк истории развития теории теплообмена

1.1. Механистический детерминизм и появление закона Фурье
1.2. Закон Фурье и дифференциальное уравнение Фурье
1.3. Постановка краевой задачи теплопроводности
1.4. Некоторые математические аспекты физической теории теплопроводности
1.5. Некоторые обобщения уравнения Фурье
1.6. Фундаментальные уравнения трехмерного нестационарного переноса
1.7. Конвективный теплообмен. Закон теплоотдачи Ньютона
1.8. Ультрафиолетовая катастрофа. Закон Планка
1.9. Законы излучения
1.10. Геометрические инварианты излучения
1.11. Развитие теории пограничного слоя. Понятие о сложном теплообмене
Глава 2. Полуэмпирические α-формулы для расчета теплоотдачи, усредненной по поверхности камеры сгорания
2.1. Эволюция учения о теплообмене в ДВС от Нуссельта до наших дней
2.2. Формула Вошни
2.3. Вывод α-формулы с учетом нестационарности и тепловыделения
Глава 3. Моделирование локальных нестационарных температур рабочего тела в объеме камеры сгорания
3.1. Классификация задач локального теплообмена
3.2. Расчет процессов испарения и сгорания топлива в отдельных КО
3.3. Приближенный учет турбулентного массообмена и сложного теплообмена при использовании МКО
3.4. Численное определение локальных нестационарных температур рабочего тела в объеме камеры сгорания
3.5. Расчет взаимных поверхностей обмена излучением в камере сгорания дизеля
3.6. Локальные температуры рабочего тела и локальный теплообмен в камере сгорания дизеля
3.7. Экспериментальные методы определения локальных температур рабочего тела в цилиндре ДВС
Глава 4. 3D-моделирование рабочего процесса и локального теплообмена в поршневых двигателях с применением CRFD-кодов
4.1. Моделирование процессов трехмерного турбулентного переноса в цилиндре двигателя
4.2. Модели турбулентности для исследования рабочего процесса в поршневых двигателях
4.3. Модели течения и теплообмена в турбулентном пограничном слое
4.4. Примеры 3D-моделирования локальных нестационарных температур и локального нестационарного теплообмена в камерах сгорания поршневых двигателей
Глава 5. Исследование радиационно-конвективного теплообмена на основе теории пограничного слоя
5.1. Методы определения граничных условий теплообмена
5.2. Рабочее тело в цилиндре дизеля как движущаяся, излучающая и поглощающая энергию серая среда
5.3. Математическая модель течения рабочего тела в пограничном слое
5.4. Математическая модель переноса энергии в пограничном слое рабочего тела
5.5. Математическая модель сложного теплообмена в турбулентном пограничном слое излучающего и поглощающего энергию рабочего тела
5.6. Обобщенная зависимость для расчета скорости перетекания газа в полуразделенных камерах сгорания
5.7. Обобщенное интегральное соотношение гидродинамического пограничного слоя
5.8. Обобщенное интегральное соотношение теплового пограничного слоя в случае сложного теплообмена
5.9. Расчет теплового пограничного слоя при радиационно-конвективном теплообмене
5.10. Практические рекомендации для расчета локального сложного теплообмена в КС дизеля
5.11. Некоторые частные случаи сложного теплообмена в дизелях
5.12. Экспериментальная установка для исследования локального нестационарного теплообмена в ДВС
5.13. Некоторые результаты расчетно-экспериментального исследования локального сложного теплообмена в КС дизелей
Глава 6. Экспериментальные методы определения локальных нестационарных тепловых нагрузок на поверхностях камеры сгорания
6.1. Определение нестационарных тепловых нагрузок по экспериментальным данным колебаний температуры поверхности камеры сгорания
6.2. Некоторые особенности нестационарного теплообмена в камерах сгорания
6.3. Датчики для исследования нестационарного теплообмена в камере сгорания
6.4. Влияние заделки датчика на температурное поле в зоне измерения
6.5. Коэффициент проникновения теплоты для термопары
6.6. Оценка точности измерений методом математического моделирования
Глава 7. Теплоизоляция деталей и ее влияние на рабочий процесс поршневого двигателя
7.1. Теплоизоляция камеры сгорания. "Адиабатный" двигатель. Двигатель с низкими тепловыми потерями
7.2. Естественная теплоизоляция камеры сгорания
7.3. Нестационарная температура и тепловой поток на поверхности слоя нагара. Определение локальной толщины слоя нагара
7.4. Искусственная теплоизоляция камеры сгорания и ее влияние на расход топлива. Эффект Вошни
7.5. Об особенностях рабочего процесса при высоких температурах поверхности камеры сгорания
7.6. Усовершенствование рабочего процесса дизеля с искусственной теплоизоляцией камеры сгорания
Глава 8. Решение краевых задач теплопроводности для деталей поршневого двигателя
8.1. Методы решения краевых задач теплопроводности
8.2. Построение разностных схем для расчета температурных полей при ортогональной и конечно-элементной сетках
8.3. Сравнительный анализ МКО и МКЭ
8.4. Расчет стационарных температурных полей деталей двигателя
8.5. Расчет нестационарных температурных полей

Авторы работы: Кавтарадзе Р.З.