📄Работа №30788
Тема: РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ И КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ВЫСОКОФОРСИРОВАННОГО ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ЦЕЛЬЮ ОЦЕНКИ ЕГО ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Информатика и вычислительная техника
Объем:
77 листов
Год:
2019
Просмотров:
645
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 6
1.1 ОСНОВНЫЕ ТЕОРИИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ 6
1.2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ 10
1.3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ 17
2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ 27
2.1 ЦИЛИНДР ДВИГАТЕЛЯ 27
2.2 ОБЪЕМНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (КОЛЛЕКТОРЫ) 35
2.3 ТРУБОПРОВОДЫ 36
2.4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 38
2.5 ТУРБОКОМПРЕССОР (ТКР) 39
3 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 42
3.1 УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ 42
3.2 ПЕРЕНОС МАССЫ 47
3.3 ПЕРЕНОС ТЕПЛОТЫ 49
4 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ 52
4.1 КРАТКИЙ ОБЗОР ИСПОЛЬЗУЕМОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 52
4.2 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ 52
4.3 ЗАДАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДВИГАТЕЛЯ 54
4.4 РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА 61
5 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 66
5.1 КРАТКИЙ ОБЗОР ИСПОЛЬЗУЕМОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 66
5.2 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 67
5.3 ЗАДАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 69
5.4 РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕПЛОВОГО И ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА 73
5.5 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕПЛОВОГО И ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 6
1.1 ОСНОВНЫЕ ТЕОРИИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ 6
1.2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ 10
1.3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ 17
2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ 27
2.1 ЦИЛИНДР ДВИГАТЕЛЯ 27
2.2 ОБЪЕМНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (КОЛЛЕКТОРЫ) 35
2.3 ТРУБОПРОВОДЫ 36
2.4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 38
2.5 ТУРБОКОМПРЕССОР (ТКР) 39
3 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 42
3.1 УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ 42
3.2 ПЕРЕНОС МАССЫ 47
3.3 ПЕРЕНОС ТЕПЛОТЫ 49
4 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ 52
4.1 КРАТКИЙ ОБЗОР ИСПОЛЬЗУЕМОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 52
4.2 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ 52
4.3 ЗАДАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДВИГАТЕЛЯ 54
4.4 РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА 61
5 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 66
5.1 КРАТКИЙ ОБЗОР ИСПОЛЬЗУЕМОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 66
5.2 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 67
5.3 ЗАДАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 69
5.4 РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕПЛОВОГО И ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА 73
5.5 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕПЛОВОГО И ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
📖 Введение
При работе двигателя его детали разогреваются в результате контакта с горячими газами и трения. Отвод теплоты от них смазочным маслом и рассеянием её во внешнюю среду менее интенсивен, чем подвод, вследствие чего поршни, головки и крышки цилиндров, цилиндры, клапаны, и другие элементы могут нагреваться до недопустимо высокой температуры [1].
Главным условием нормальной работы поршневого двигателя является его оптимальное тепловое состояние, которое характеризуется степенью нагрева его основных деталей, зависящей от тепловой нагрузки этих деталей, их теплоотводящей способности, а также интенсивности теплообменных процессов.
Достаточно стабильная и равномерная температура деталей поршневых двигателей обеспечиваются их конструкцией, условиями охлаждения, а также характером протекания рабочего процесса. Вместе с тем, оптимальное тепловое состояние двигателя должно поддерживаться при любых эксплуатационных условиях и режимах работы. Это состояние обеспечивается совокупностью специальных устройств - системой охлаждения (СО), отводящей тепло в первую очередь от теплонапряженных деталей.
Математическая модель системы охлаждения позволяет заранее проанализировать работу системы при различных условиях эксплуатации до проведения реальных испытаний. Полученная таким способом информация может быть использована для раннего выявления недостатков и улучшения конструкции СО. Помимо этого, модель может использоваться для разработки алгоритмов управления СО.
Цель диссертационной работы: разработка функциональной и компьютерной модели системы охлаждения высокофорсированного двигателя для последующего подбора оптимальных компонентов СО.
Для достижения цели в работе решены следующие основные задачи:
1) Анализ агрегатов, входящих в состав двигателя и системы охлаждения;
2) Разработка математической и компьютерной модели рабочего процесса двигателя;
3) Разработка математической модели СО двигателя;
4) Разработка компьютерной модели СО двигателя.
Актуальность работы: разработка комплекса мер, направленных на совершенствование методики подбора компонентов СО, уменьшение затрат (экономических, временных) на проведение натурных испытаний.
Объект исследований: система охлаждения высокофорсированного дизельного двигателя транспортного назначения мощностью 1000 л.с.
Метод исследования: методы математического и компьютерного моделирования рабочего процесса и системы охлаждения двигателя, методы расчета термодинамических, тепловых и гидродинамических параметров потоков на основе уравнений механики сплошной среды.
Достоверность результатов обусловлена использованием фундаментальных законов и уравнений механики жидкости и газа, а также общепринятых методов расчета параметров двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Научная новизна результатов работы заключается в усовершенствовании методики расчета системы охлаждения с использованием математического и компьютерного моделирования (вместо приближенных расчетов «вручную»).
Практическая значимость. Применение на практике разработанных моделей позволит получить точные значения теплопередачи на различных режимах работы двигателя, а результаты расчета системы охлаждения позволят дать рекомендации по подбору оптимальных компонентов блока охлаждения.
Главным условием нормальной работы поршневого двигателя является его оптимальное тепловое состояние, которое характеризуется степенью нагрева его основных деталей, зависящей от тепловой нагрузки этих деталей, их теплоотводящей способности, а также интенсивности теплообменных процессов.
Достаточно стабильная и равномерная температура деталей поршневых двигателей обеспечиваются их конструкцией, условиями охлаждения, а также характером протекания рабочего процесса. Вместе с тем, оптимальное тепловое состояние двигателя должно поддерживаться при любых эксплуатационных условиях и режимах работы. Это состояние обеспечивается совокупностью специальных устройств - системой охлаждения (СО), отводящей тепло в первую очередь от теплонапряженных деталей.
Математическая модель системы охлаждения позволяет заранее проанализировать работу системы при различных условиях эксплуатации до проведения реальных испытаний. Полученная таким способом информация может быть использована для раннего выявления недостатков и улучшения конструкции СО. Помимо этого, модель может использоваться для разработки алгоритмов управления СО.
Цель диссертационной работы: разработка функциональной и компьютерной модели системы охлаждения высокофорсированного двигателя для последующего подбора оптимальных компонентов СО.
Для достижения цели в работе решены следующие основные задачи:
1) Анализ агрегатов, входящих в состав двигателя и системы охлаждения;
2) Разработка математической и компьютерной модели рабочего процесса двигателя;
3) Разработка математической модели СО двигателя;
4) Разработка компьютерной модели СО двигателя.
Актуальность работы: разработка комплекса мер, направленных на совершенствование методики подбора компонентов СО, уменьшение затрат (экономических, временных) на проведение натурных испытаний.
Объект исследований: система охлаждения высокофорсированного дизельного двигателя транспортного назначения мощностью 1000 л.с.
Метод исследования: методы математического и компьютерного моделирования рабочего процесса и системы охлаждения двигателя, методы расчета термодинамических, тепловых и гидродинамических параметров потоков на основе уравнений механики сплошной среды.
Достоверность результатов обусловлена использованием фундаментальных законов и уравнений механики жидкости и газа, а также общепринятых методов расчета параметров двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Научная новизна результатов работы заключается в усовершенствовании методики расчета системы охлаждения с использованием математического и компьютерного моделирования (вместо приближенных расчетов «вручную»).
Практическая значимость. Применение на практике разработанных моделей позволит получить точные значения теплопередачи на различных режимах работы двигателя, а результаты расчета системы охлаждения позволят дать рекомендации по подбору оптимальных компонентов блока охлаждения.
✅ Заключение
В данной квалификационной работе были выполнены все поставленные задачи, и достигнута цель работы. Разработаны математические модели рабочего процесса и системы охлаждения высокофорсированного автомобильного двигателя.
Компьютерная модель рабочего процесса двигателя реализована в среде моделирования AVL BOOST.
Компьютерная модель системы охлаждения двигателя реализована в среде моделирования LMS AMESim.
Проведен анализ полученных результатов и даны рекомендации по повышению эффективности системы охлаждения.
Компьютерная модель рабочего процесса двигателя реализована в среде моделирования AVL BOOST.
Компьютерная модель системы охлаждения двигателя реализована в среде моделирования LMS AMESim.
Проведен анализ полученных результатов и даны рекомендации по повышению эффективности системы охлаждения.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.