Заказать работу


Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Работа №63136
Тип работыДипломные работы, ВКР
Предметматематика
Объем работы36
Год сдачи2017
Стоимость4750 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 27
Не подходит работа?

Узнай цену на написание

ВВЕДЕНИЕ 3
1 Системы уравнений рабочих процессов ДВС 5
1.1 Постановка задачи 5
1.1.1 Процесс сжатия 5
1.1.2 Процесс сгорания 5
1.1.3 Процесс расширения 6
1.1.4 Процесс газообмена 7
1.2 Алгоритмы счета процессов 8
1.2.1 Сжатие 8
1.2.2 Сгорание 12
1.2.2.1 Диссоциация продуктов сгорания 15
1.2.3 Расширение 17
1.2.4 Газообмен 19
1.2.4.1 Расход вещества 19
1.2.4.2 Алгоритм модели газообмена 20
2 Программная реализация 22
3 Численные результаты 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Одной из основных задач энергетической программы РФ является разработка и выпуск совершенных и высокоэкономичных поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Для решения этой важнейшей народнохозяйственной задачи необходимы исследования рабочего процесса, прочностных и динамических параметров на этапе проектирования. В свою очередь рабочий процесс определяет конструктивные параметры двигателя, количественно отражает физическую сущность теплового двигателя-преобразование химической энергии топливовоздушной смеси в механическую работу. Основные параметры рабочего процесса, давление, температура, состав рабочего вещества в цилиндре, - исходные для дальнейших расчётов двигателя на прочность, термонапряжённость, надёжность. Сложность физико-химических процессов, происходящих в цилиндре поршневой машины, затрудняет построение адекватной методики термодинамического расчёта рабочего процесса. Это прежде всего связано с недостаточной ясностью в физике механизма распространения пламени и условий теплопередачи между рабочим веществом и конструктивными элементами двигателя. Значительные трудности вызывает моделирование газодинамики впускных и выпускных органов двигателя.
Разработка малотоксичных рабочих процессов поршневых двигателей тесным образом связана с математическим моделированием процессов образования токсичных компонент, что невозможно сделать, основываясь на аналитических методах. Использование численных методов моделирования, ориентированных на применение на ЭВМ, значительно расширяет возможности математического моделирования, включая в модель диссоциации продуктов сгорания, кинетический механизм образования их отдельных компонент и другие, имеющие достаточно обоснованное физическое толкование.
Важным преимуществом численных моделей является их гибкость и возможность постановки решения на их основе той или иной задачи оптимизации рабочего процесса, а также возможность создания системы автоматизированного проектирования двигателя, центральным элементом которой является математическая модель его рабочего процесса. Основной акцент сделан на термодинамических расчётах рабочего процесса, включая моделирование процессов диссоциации компонент продуктов сгорания и кинетики образования оксидов азота.
В настоящей работе рассмотрены математические модели четырех процессов двигателя внутреннего сгорания: сжатия, сгорания, расширения и газообмена. В среде разработки Microsoft Visual Studio Community 2015 на языке C# разработан программный комплекс для расчета динамики давления и температуры. Разработан параллельный алгоритм для решения систем линейных алгебраических уравнений с помощью технологии «CudaFy». Для каждого процесса проведены численные эксперименты для различных ДВС.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


В работе рассмотрены математические модели рабочих процессов четырёх-тактовых двигателей внутреннего сгорания, где моделирование процесса начинается с фазы сжатия, когда поршень находится в нижней мёртвой точке. Получены решения систем дифференциальных уравнений, которые описывают зависимость давления и температуры в цилиндре от угла положения коленчатого вала. Используя характеристики анализируемого двигателя ход поршня, диаметра цилиндра, отношение длины кривошипа к длине шатуна, площадь поверхности камеры сгорания, а также значения проходных сечений в функции угла поворота коленчатого вала, рассмотрены два примера расчёта характеристик ДВС.
В среде Microsoft Visual Studio Community 2015 на языке C# разработан программный комплекс с использованием технологии «CudaFy», использующий предложенные в работе модели, позволяющий рассчитывать давление и температуру на протяжении всего цикла работы ДВС и строить графики этих значений.
На основе программного комплекса исследованы зависимости значений давления и температуры от коэффициента средней температуры поверхности цилиндра и степени сжатия. Сделан вывод, что температура обратно пропорциональна коэффициенту средней температуры поверхности цилиндра, а давление прямо пропорционально степени сжатия двигателя.



1 Куценко А.С. Моделирование рабочих процессов ДВС на ЭВМ. - Киев: Думка, 1988. - 104 с.
2 Тимошенко Д. В., Особенности математической модели процессов сгорания в поршневых ДВС : Учёные заметки ТОГУ. - М., 2014. 312 - 317с.
3 Малиованов М.В. Разработка методики проектировочных расчётов поршневых двигателей внутреннего сгорания. - Пермь: Материалы МНПК,2007- С. 290. - 293.
4 Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы. Учебник для вузов.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,2008.-720с.
5 Двигатели внутреннего сгорания: Кн.3. Компьютерный практикум. Моделирование процессов в ДВС: Учебник для вузов / В.Н. Луканин [и др.]; Под ред. В.Н. Луканина и М.Г. Шатрова.- М.: Высш. шк., 2005.-414с.
6 Гаврилов А.А., Игнатов М.С., Эфрос В.В. Расчёт поршневых двигателей внутреннего сгорания: учеб. пособие. - Владимир: Изд-во Владим. гос.. ун-та, - 2003. - 102 с.
7 Апелинский Д.В., Шендеровский И.М., Яхутль Д.Р. Математические
модели рабочего цикла ДВС с искровым зажиганием и их численная реализация: Материалы международной научной-технической
конференции ААИ, 2008.- С. 22 - 28.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.

Пожалуйста, укажите откуда вы узнали о сайте!


Подобные работы


© 2008-2021 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.