Идентификация теплообменных соотношений в конструкционных элементах энергосиловых установок с воздушным охлаждением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат наук Илюхин, Илья Михайлович

• Илюхин, Илья Михайлович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Илюхин, Илья Михайлович

Основные условные обозначения..................................................................... 4

Общая характеристика работы..........................................................................6

Глава I

Обзор и анализ литературы по определению теплообмена и теплонапряженности ДВС. Постановка задач исследований по данному направлению для бензиновых авиационных поршневых двигателей (АПД) с воздушным охлаждением..........................................................................................9

1. 1 Особенности авиационных ДВС с точки зрения условий работы,

теплообмена и теплонапряженности............................................................9

1.2 Приближенная схема теплообмена в цилиндре ДВС и его идентификация

со сложным теплообменом в циклическом процессе подобных устройств ........... 11

1.3 Анализ уравнений для расчета мгновенных и средних коэффициентов теплоотдачи от газа в стенки КС................................................................ 15

1.3.1 Сравнительная количественная оценка теплоотдачи в стенки КС исследуемого двигателя М-14П по наиболее применимым формулам разных авторов.............................................................28

1.4 Анализ работ по лучистому теплообмену в бензиновых ДВС.............................36

1.5 Обзор работ по исследованию теплообмена в оребрении головок и гильз цилиндров ДВС с воздушным охлаждением..................................................40

1.6 Выводы и постановка задач исследований...................................................42

Глава II

Методика проведения экспериментальных исследований и обработки их результатов...............................................................................................45

2.1 Объект и задачи исследований.................................................................45

2.2 Общая методика и программа комплексных экспериментальных исследований температурного состояния, теплообмена и оценки эффективности системы воздушного охлаждения авиационных ДВС.................48

2.3 Методика экспериментального исследования температурных полей головок и гильз цилиндров в условиях стендовых испытаний двигателя............51

2.4 Методика измерения плотности теплового потока в стенку головки

цилиндра............................................................................................53

2.5 Методика измерения температур огневой поверхности поршня и тепловых потоков в донышко поршня.......................................................57

2.6 Методика экспериментальных исследований теплообмена в межреберном канале системы охлаждения.................................................60

2.7 Оценка погрешностей результатов измерений.............................................62

Глава III

Результаты экспериментальных исследований теплового состояния деталей ЦПГ двигателя и теплоотдачи в системе воздушного охлаждения в стендовых условиях.....................................................................................69

Введение.............................................................................................69

3.1 Результаты исследований температурного состояния головки и гильзы цилиндра...........................................................................................71

3.2 Результаты исследований температурного состояния поршня..........................75

3.3 Влияние режимных параметров на температурное состояние и теплонапряженность деталей ЦПГ..........................................................................78

3.4 Обобщение результатов исследования теплоотдачи в межреберном канале головки дефлектированного цилиндра в системе воздушного охлаждения АПД..................................................................................81

3.5 Анализ результатов и выводы..................................................................89

Глава IV

Результаты экспериментального исследования закономерностей теплоотдачи

от газа в стенки камеры сгорания АПД........................................................... 90

Введение............................................................................................90

4.1 Обоснование выбора временной формы представления граничных условий теплоотдачи от газа в стенки КС ДВС.............................................90

4.2 Оценка величины радиационной составляющей в общем теплообмене в

КС бензиновых ДВС..............................................................................96

4.3 Результаты экспериментальных исследований теплоотдачи от газа в

стенки камеры сгорания и их обобщение....................................................99

4.3.1 Результаты экспериментального исследования теплоотдачи от

газов в донышко поршня..............................................................99

4.3.2 Результаты экспериментального исследования теплоотдачи от

газов в стенки головки цилиндра.................................................. 102

4.3.3 Исследование влияния режимных параметров двигателя на интенсивность теплоотдачи от газа в стенки камеры сгорания............. 104

4.3.4 Обобщение результатов исследования закономерностей

теплоотдачи от газа в стенки КС АПД............................................107

4.4 Выводы.............................................................................................116

Глава V

Идентификация полученных граничных условий теплоотдачи от газа в стенки КС и в системе воздушного охлаждения. Разработка инженерных методов улучшения температурного состояния АПД.......................................... 117

Введение...........................................................................................117

5.1 Расчетное определение температурных полей основных деталей ЦПГ............117

5.1.1 Расчет температурного поля поршня..............................................118

5.1.2 Расчет двухмерных температурных полей головки и гильзы цилиндра.................................................................................120

5.1.3 Оптимизация температурного состояния и тепловой напряженности головки цилиндра посредством вариантных расчетов температурного поля......................................................123

5.2 Разработка методики оптимизации по энергозатратам геометрии прямоугольного оребрения в системе воздушного охлаждения АПД...............125

5.3 Аналитическое исследование эффективности прямоугольных композитных охлаждающих ребер с высокотеплопроводным покрытием..........130

5.4 Результаты экспериментальных исследований теплового состояния цилиндра АПД типа М-14 с модифицированной головкой..............................132

5.5 Формирование облика базового унифицированного цилиндра для отечественных АПД семейства М-14........................................................135

5.6 Выводы.............................................................................................139

Основные результаты и выводы.....................................................................140

Список использованной литературы................................................................143

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Условные обозначения

а - коэффициент температуропроводности, м2/с;

С - постоянный коэффициент;

Ст - средняя скорость поршня, м/с;

ср — теплоемкость при постоянном давлении, Дж/кг град;

су — теплоемкость при постоянном объеме, Дж/кг град;

О - диаметр цилиндра, м;

йг - диаметр гидравлический, м;

.Р- площадь сечения, м2;

/- частота, с"1; Гц;

g - ускорение силы тяжести, м/с2; расход охладителя, кг/с;

(7 - массовый расход, кг/с;

Ые - мощность эффективная, Вт; л.е.;

п - число оборотов, 1/с; номер величины в бесконечном ряду; Р - давление, Па;

л

Ре - среднее эффективное давление цикла, кгс/см ; Q — тепловой поток, Вт;

Л

<7 - плотность теплового потока, Вт/м ; Ь - длина, м; г - радиус, м;

Ь, г, I, с1, к-геометрические размеры, м; / - текущее время, с; температура, °С; Г-температура, °К; V/, - рабочий объем, м ; и - скорость, м/с;

м> - среднемассовая скорость, кг/м2 -с; х, у, г-пространственные координаты, м;

а - коэффициент теплоотдачи, Вт/м -град; коэффициент избытка воздуха; £г - степень черноты газа; ест — степень черноты стенки;

ёь - коэффициент, характеризующий влияние начального участка; ц - коэффициент полезного действия (к.п.д.); в — относительная температура; Я - коэффициент теплопроводности, Вт/мтрад; ц — коэффициент динамической вязкости, Н-с/м2; V - коэффициент кинематической вязкости, м /с; р - плотность среды, кг/м3; т - безразмерное время; со - угловая скорость, рад/с; коэффициент сопротивления.

Индексы

1,2,..., i - текущее значение параметра, номер коэффициента; вх. - вход; вых. - выход; г. - газа;

к, т, п- показатель степени;

к. - конвективный;

мг. - мгновенный;

ном. - номинальный;

охл. - охлаждения;

О - начальное значение параметра;

пр. - приведенное значение;;

рад. - радиальный;

сум. - суммарный;

ср. - средний;

ст. - стенка;

усл. - условный;

экв. - эквивалентный;

тах - максимальное значение параметра;

min - минимальное значение параметра;

/- охлаждающий воздух;

w - стенка;

°° - величина относится к стабилизированному участку потока.

Критерии подобия

г/1 а D

Gr = ßAt - число Грасгофа; Nu =--число Нуссельта;

v Л

С(1 V

Шх = —- - текущее число Нуссельта; Рг = — - число Прандтля;

Л а

Ле = —^ - число Рейнольдса.

V

Сокращения

АОН - авиация общего назначения;

АПД - авиационный поршневой двигатель;

ГУ - граничные условия;

ГЦ - головка цилиндра;

ДВС - двигатель внутреннего сгорания;

КПД - коэффициент полезного действия;

КС - камера сгорания;

ЛА - летательный аппарат;

МКЭ - метод конечных элементов;

СВО - система воздушного охлаждения;

УОЗ - угол опережения зажигания;

ЦПГ - цилиндропоршневая группа;

ЭВМ - электронно-вычислительная машина.

Другие условные обозначения приведены в тексте.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Идентификация теплообменных соотношений в конструкционных элементах энергосиловых установок с воздушным охлаждением»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В связи с постоянной тенденцией повышения эффективных показателей ряда современных энергоустановок с воздушным охлаждением существует проблема повышенной теплонапряженности основных узлов и деталей, формирующих камеру сгорания. Таким тепловым установкам приходится работать на уровне предельно допустимых температурных нагрузок и теплонапряженности, что, в свою очередь, лимитирует их ресурс и надежность. Отсутствие универсальных теплообменных соотношений для расчета теплового состояния деталей энергоустановок воздушного охлаждения существенно затрудняет принятие проектных решений при разработке и совершенствовании как самих деталей, так и системы их охлаждении. Внедрение конечно-элементных моделей в практику проектирования также в значительной мере сдерживается отсутствием идентифицированных зависимостей для формирования граничных условий процессов теплопереноса в условиях вынужденной конвекции. Для повышения достоверности результатов численных экспериментов целесообразно получение таких соотношений для базового в своем классе объекта на основе комплексного теплотехнического эксперимента.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с основным научным направлением ВГТУ «Наукоемкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике» (приказ № 149-18.00-1 от 07.03.08). Работа соответствует Федеральной целевой программе «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 г.г. на период до 2015 г.» и основным положениям Концепции развития малой авиации и мерам государственной поддержки по Поручению Президента Российской Федерации от 26 мая 2004 г. №Пр-866 (п.6) в части обеспечения силовыми агрегатами летательных аппаратов малой авиации.

Основной целью диссертационной работы является получение на основе экспериментального исследования обобщенных соотношений по локальному теплообмену в деталях цилиндропоршневой группы энергоустановок воздушного охлаждения с последующей разработкой научно-обоснованных методов интенсификации теплоотдачи в системе охлаждения, обеспечивающих снижение теплонапряженности данного класса энергоустановок.

Исходя из поставленной цели работы, и на основе анализа состояния вопроса были определены следующие задачи экспериментального и расчетно-теоретического исследования теплоотдачи, на границах деталей, формирующих камеру сгорания.

1. Провести измерение плотности тепловых потоков от газа в стенки камеры сгорания (КС) и исследование температурного состояния основных деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ) с оценкой влияния регулировочных параметров в полном диапазоне рабочих режимов базовой энергосиловой установки в условиях стендовых испытаний.

2. Получить уравнения подобия по расчету среднего за цикл коэффициента теплоотдачи от газа в стенки КС и установить зависимости по распределению удельных тепловых потоков и коэффициентов теплоотдачи по тепловоспринимающей поверхности КС, а также в межреберном канале системы воздушного охлаждения головки цилиндра.

3. Сформировать комплекс идентифицированных граничных условий теплообмена для разработки математических моделей с целью расчета полей температур и температурных напряжений цилиндров и поршней авиационных поршневых двигателей (АПД) с воздушным охлаждением в двух и трехмерной постановке.

4. По результатам исследований теплового состояния деталей, теплоотдачи от газа в стенки КС и в системе охлаждения разработать мероприятия по совершенствованию системы воздушного охлаждения рассматриваемого типа энергоустановок и провести опытную проверку их эффективности.

Методы исследований основаны на теории теплотехнического эксперимента и теории теплообмена в условиях вынужденной конвекции.

Тематика работы соответствует п. 3 «Исследование термодинамических процессов и циклов применительно к установкам производства и преобразования энергии», п. 5 «Экспериментальные и теоретические исследования однофазной, свободной и вынужденной конвекции в широком диапазоне свойств теплоносителей, режимных и геометрических параметров теплопередающих поверхностей», п. 9 «Разработка научных основ и создание методов интенсификации процессов тепло- и массообмена и тепловой защиты» паспорта специальности 01.04.14 - «Теплофизика и теоретическая теплотехника».

Научная новизна работы.

1. Получена идентифицированная для широкого класса энергоустановок воздушного охлаждения обобщенная зависимость для расчета средних по времени местных коэффициентов теплоотдачи от газа в стенки КС, представленная в классической критериальной ]Чи=А-11еп и матричной формах.

2. Получено уточненное уравнение подобия для расчета средних по времени и распределенных по длине межреберного канала головки цилиндра коэффициентов теплоотдачи.

3. Разработана методика оптимизации системы воздушного охлаждения по энергозатратам на продувку матрицы оребрения и уточнена общая методика расчета системы охлаждения рассматриваемого класса энергоустановок.

Достоверность результатов коррелирует с точностью проведения теплотехнического эксперимента. Адекватность критериальных соотношений оценивалась сопоставлением с экспериментом по общепринятым правилам регрессионного анализа.

Практическая ценность работы.

1. Разработана методика проведения комплексного теплотехнического эксперимента на полноразмерном АПД воздушного охлаждения.

2. Идентифицированы формулы для расчета местной теплоотдачи от газа в стенки КС, а также в оребрении головки цилиндра, используемые для определения потребных параметров системы охлаждения АПД. Определена функциональная взаимосвязь средних и распределенных по поверхности КС параметров теплоотдачи. Установлены локальные температуры в местах, определяющих работоспособность основных деталей и определены границы возможного форсирования исследуемых двигателей по достижимой теплонапряженности.

3. Разработана уточненная инженерная методика расчета температурных полей деталей формирующих КС АПД в 2-х и 3-х мерной постановке с идентифицированными ГУ третьего рода и использованием для решения метода конечных элементов.

4. Разработана инженерная методика расчета оптимизированного оребрения головки цилиндра АПД с учетом технологических и конструктивных ограничений.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на конференции «Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения» (Воронеж, 2004), Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы создания

перспективных авиационных двигателей» (Москва, 2005), X Международной конференции «Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий» (Москва-Сочи, 2005), 5-ой Международной конференции «Авиация и космонавтика» (Москва, 2006), Российской конференции «Компьютерные технологии автоматизированного проектирования систем машиностроения и аэрокосмической техники» (Воронеж, 2005, 2006), Международной конференции - конкурсе инновационных проектов в сфере авиакосмических технологий и материалов (Королев, 2006), Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в ракетно-космической промышленности» (Москва, 2008), IV Международной научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование» (Казань, 2008), 8-й конференции «Новые материалы и технологии в ракетно-космической и авиационной технике» (Королев, 2010), II научно-технической конференции «Аэрокосмическая техника: исследования, разработки, пути решения актуальных проблем» (Москва, ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, 2011).

Публикации. По материалам диссертации автором опубликовано 15 печатных работ (из них 2 статьи из Перечня ВАК).

В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежат: /1/- методика расчета радиационной составляющей теплообмена, /2, 5, 9, 14, 15/- результаты и анализ экспериментальных исследований теплопереноса в АЦЦ типа М-14, /3,4/- обоснование способа повышения эффективности охлаждения путем нанесения на ребра высокотеплопроводных покрытий, /6-8, 10-13, 15/- методы и средства улучшения теплового состояния деталей ЦПГ.

Глава I

Обзор и анализ литературы по теплообмену и теплонапряженности ДВС.

Постановка задач исследований по данному направлению для бензиновых АПД с воздушным охлаждением.

1.1 Особенности авиационных поршневых двигателей по условиям работы, теплообмену и их теплонапряженности.

Исследуемый двигатель относится к классу самых распространенных в мире АПД с воздушным охлаждением. ДВС с воздушным охлаждением имеют отличительную особенность в формировании процесса теплопередачи.

При сопоставлении технических данных однотипных поршневых моторов с различными системами охлаждения установлено, что двигатели воздушного охлаждения имеют лучшие массогабаритные показатели, их удельный вес составляет лишь одну треть от веса двигателей с жидкостным охлаждением. Удельный вес АПД находится в пределах 0,35...0,65 кг/л.е., в то время как для автомобильных карбюраторных двигателей с воздушным охлаждением он составляет 1,5...4 кг/л.е., для автомобильных дизелей с воздушным охлаждением - 1,5... 10 кг/л.с., а для стационарных судовых и тепловозных дизелей — 20...80 кг/л.с. Такие различия в показателях удельного веса вызывают разные отклики конструкций на теплообменные процессы в них.

Двигатели с воздушным охлаждением имеют более высокий на 30...50 °С температурный уровень деталей ЦПГ.

Тепловое состояние двигателей является наиболее общей тепловой характеристикой, включающей в себя температурные поля деталей, градиенты температур, теплобалансовое распределение, тепловые потоки, температурные напряжения и деформации.

Сравнительно малый удельный вес авиационных двигателей накладывает ограничение на жесткость и прочность их деталей. Применение более легких, с меньшей теплоаккумулирующей способностью деталей требует создания сложной, развитой системы охлаждения деталей ЦПГ, в то время как для наземных, тем более тихоходных двигателей с использованием толстых стенок головок цилиндров проблемы их охлаждения решаются проще.

На уровень и распределение температур по деталям ЦПГ большое влияние оказывает форма и размерность цилиндра, с увеличением ее возрастают перепады температур, особенно в головке цилиндра. В автомобильных двигателях размерность цилиндров находится в диапазоне 75ч-92 мм. Размерность цилиндров рассматриваемых авиационных двигателей лежит в пределах 105-й55 мм. Известно [73, 75], что с увеличением диаметра цилиндра возрастает тепловая нагрузка стенок, ограничивающих внутрицилиндровое пространство.

В силу ряда отмеченных особенностей авиационных двигателей вопросы теплонапряженности в них играют исключительно важную роль. Это видно из приведенного выше анализа работ по исследованию теплового состояния двигателей различного назначения. К примеру, установлено, что температура внешней поверхности головок цилиндров в наиболее нагретых зонах достигает 240...260 °С, а температурный перепад между наиболее и наименее нагретыми зонами высоконагруженных элементов составляет 70... 110 °С на цилиндрах диаметром 105...127 мми 150...170 °С на цилиндрах диаметром 155 мм.

Авиационные двигатели, как правило имеют наддув Рк=1,2...1,5 кг/см . При этом среднее эффективное давление находится в пределах 9... 14 кг/см2. Литровая мощность авиационных поршневых двигателей с большим ресурсом составляет 30...50 л.с./л.

Для автомобильных карбюраторных и дизельных двигателей воздушного охлаждения эти показатели, как правило, ниже и лежат соответственно в пределах 6-г9 кг/см2 и 25н-35 л.с./л., для тракторных двигателей они значительно ниже.

Уровень максимальных и средних температур газов в цикле на максимальных режимах авиационных двигателей выше, чем автомобильных и ДВС другого назначения на 100 и более град., что обуславливает более высокую теплонапряженность двигателя. К тому же авиационные двигатели на эксплуатационных режимах работают с коэффициентом избытка воздуха а=0,8-^0,95, при этих значениях а происходит максимальное тепловыделение, развивается максимальная мощность и температура газа в цикле достигает 2700^-2900 К. Как отмечается в работе [75], у обычных карбюраторных двигателей (без нагнетателя), имеющих среднюю скорость поршня ~12 м/с, средняя за цикл плотность теплового потока в стенки КС

-у

составляет -350 кВт/м . В авиадвигателях с наддувом, к которым относятся рассматриваемые, удельный тепловой поток в стенки достигает 600 кВт/м2. В дизелях эти показатели несколько ниже.

Автомобильные двигатели с воздушным охлаждением до 30% времени работают на режимах частичных нагрузок. Эксплуатация их в городских условиях характеризуется умеренными нагрузками и сопровождается давлениями сгорания, не превышающими обычно 25...30 кг/см [70, 73]. При частичных нагрузках количество выделяемого тепла одновременно с температурой и давлением продуктов сгорания уменьшается, вследствие этого уменьшается теплоотдача в стенки КС и их температура.

Даже при полной нагрузке дизели обычно работают с 20-к?0% избытком воздуха, вследствие чего в цилиндре с равным рабочим объемом выделяется на много меньше, на 17-г25%, количества тепла, чем в бензиновом двигателе.

Особенности повышенной теплонапряженности деталей ЦПГ и теплообмена в авиационных двигателях обуславливаются также и условиями их эксплуатации.

Основную часть времени авиационные двигатели работают на 80...90% нагрузки от номинальной, что особенно характерно для спортивных самолетов при выполнении фигур высшего пилотажа, где режимы чередуются между взлетным и номинальным с резким изменением условий охлаждения за счет выполнения различных эволюций и изменения скорости полета.

С точки зрения теплового нагружения авиационного двигателя наиболее тяжелыми являются режимы: взлет летательного аппарата, набор высоты, рулежка по взлетному полю, работа двигателя на стоянке, когда теплоотдача в стенки высокая и в тоже время система воздушного охлаждения работает неэффективно, а условия теплового равновесия, которые необходимо соблюдать, потребуют, чтобы теплоотдача через наружные стенки цилиндра соответствовала количеству тепла, полученному внутренней его поверхностью. Это условие легко соблюдается для двигателей с жидкостным охлаждением, где коэффициент теплопередачи высокии «э...

6 кВт/м2-К.

В двигателях воздушного охлаждения, где коэффициент теплоотдачи от охлаждаемой поверхности к воздуху всего лишь 100...220 Вт/м2, создаются гораздо более тяжелые условия для охлаждения.

Как видно, охлаждение авиационного двигателя в любом случае его работы является весьма сложным не только с точки зрения изменения нагрузки на двигатель, но и с точки зрения изменения скорости и высоты полета, что оказывает непосредственное влияние на развиваемую мощность двигателя и интенсивность его охлаждения.

Теплофизические характеристики воздуха р, ¡д., X с высотой изменяются так, что коэффициент теплоотдачи при условии постоянной скорости полета на всех высотах

уменьшается от исходного значения на уровне земли. Экспериментально установлено, что уже на высоте 2000...3000 м коэффициент теплоотдачи уменьшается на 15. ..20% [82].

К тому же в полете не всегда обеспечивается потребное соотношение между режимами работы двигателя и располагаемым расходом охлаждающего воздуха, поскольку последний меняется при изменении траектории полета независимо от режима работы двигателя.

Приведенные особенности в конструкции АПД, а также в организации и характере охлаждения и условиях эксплуатации приводят к интенсификации теплообменных процессов в них и, как следствие, к более высокой теплонапряженности данного типа ДВС. Потребность в детальном и углубленном изучении теплообмена от газа к тепловоспринимающим стенкам камеры сгорания и в системе охлаждения АПД определяется необходимостью разработки способов и мероприятий по улучшению их температурного состояния, снижения теплонапряженности деталей ЦПГ и увеличения общей эффективности (экономичности, надежности и ресурса) двигателей.

1.2. Приближенная схема теплообмена в цилиндре ДВС и его идентичность сложному теплообмену в подобных устройствах с циклическим процессом

ДВС - это тепловая машина. Развитие рабочего процесса в нем характеризуется сочетанием закономерностей термодинамики, гидродинамики, массообмена и физико-химических процессов горения. Роль процессов теплообмена весьма существенна при изучении самого рабочего цикла двигателя.

Рабочий процесс в ДВС сопровождается физико-химическими процессами, связанными со сгоранием топлива и совокупным переносом тепловой энергии теплопроводностью, конвекцией и радиацией в движущейся излучающе-поглощающей среде. Такой перенос тепловой энергии называется сложным теплообменом. Имеющиеся опытные данные и теоретические исследования показывают, что сложный теплообмен в ДВС характеризуется взаимосвязанными процессами переноса теплоты излучением и конвекцией. Доля отдельных видов переноса изменяется в зависимости от эмиссионных свойств среды, а также от гидродинамической обстановки вблизи тепловоспринимающей поверхности.

Считается, что в зависимости от химической природы и условий сжигания того или иного вида топлива роль отдельных высокотемпературных переносов тепловой энергии различная.

Для процессов теплообмена в цилиндре двигателя, дополнительно к сказанному, характерны следующие особенности:

1. Перенос тепла осуществляется одновременно конвекцией, теплопроводностью и излучением.

2. Конвективный и радиационный перенос тепла осуществляется при циклически изменяющихся во времени параметрах газа, что вызвано особенностями рабочего процесса в цилиндре.

3. Лучистый теплообмен определяется интенсивностью излучения ярко светящегося факела при сжигании жидкого топлива и образовавшихся продуктов сгорания. В процессе горения и расширения изменяются степень черноты пламени, газового объема и поверхности стенок.

4. Цикличность изменения рабочего объема цилиндра во времени, сопровождающаяся периодическим перекрытием поверхности гильзы поршнем, что значительно изменяет условия теплообмена на стенке гильзы.

5. Высокий уровень турбулизации газового потока в цилиндре при переменных его параметрах во времени.

6. Высокая нестационарность всех происходящих процессов при повторяемости рабочих циклов с установленной периодичностью.

Вместе с этим протекают следующие сопряженные процессы, определяющие теплопередачу:

1) конвективная теплоотдача от рабочего тела к головке цилиндра, к стенкам цилиндра и к поршню;

2) теплоотдача от высоконагретых сгоревших и сгорающих газов к низкотемпературной несгоревшей части смеси топлива, воздуха и остаточных газов, развивающаяся путем радиации, теплопроводности и турбулентного смешения;

3) распространение тепла в головке, в стенках цилиндра, в поршне путем теплопроводности;

4) отвод тепла от поршня в стенки цилиндра через поршневые кольца путем теплопроводности, а также конвективным путем в масло или другую какую-либо охлаждающую среду;

5) рассеивание тепла с внешней поверхности стенок двигателя в окружающую среду путем теплоизлучения и конвекции.

Нестационарность процессов теплообмена обуславливается изменением структуры потока и состояния газа (давление, температура, плотность). Высокий уровень возмущений газового потока в цилиндре вызывается тем, что в течение каждого рабочего цикла бензовоздушная смесь или воздух при движении через впускные газораспределительные органы получает значительное завихрение и дальше она не имеет стационарного однозначно направленного течения, а формируется движением поршня в замкнутом объеме, где участвует с ним в осуществлении рабочего цикла с импульсным сгоранием и присущей ему нестационарностью турбулизирующего эффекта.

Установлено также, что движение горящих газов и поршня генерирует крупномасштабную турбулентность потока [113]. На развитие турбулентности оказывает влияние геометрия камеры сгорания и различия конфигурации и размеров газораспределительных органов и каналов. В условиях переменного поля температур газовой среды и значительной турбулентности имеет место флуктуация плотностей. Скорости и градиенты скоростей газового потока вблизи стенок, ограничивающих внутрицилиндровое пространство различны и изменяются в зависимости от расположения стенок по отношению к основному направлению потока.

Периодичность перекрытия поверхности гильзы поршнем изменяет условия теплообмена с ее поверхностью и усложняет его анализ. Тепло от трения поршневых колец и тронка суммируется с тепловым потоком от газов в стенки гильзы.

Лучистый теплообмен определяется интенсивностью излучения светового факела (пламени) и образовавшихся продуктов сгорания. Излучение факела и газовой среды в цилиндре в течение рабочего цикла переменно, т.к. изменяются парциальные давления газов и толщина газового объема. Кроме того в процессе горения и расширения изменяются степень черноты пламени, газового объема и поверхности стенок [22, 89]. Лучистый теплообмен также в значительной степени зависит от гидродинамики вблизи тепловоспринимающих поверхностей.

Таким образом, физическая картина теплообмена в цилиндре двигателя очень сложна, особенно с точки зрения гидродинамики течения газовой среды и кинетики горения, вследствие чего теоретический анализ весьма затруднен, что не позволяет до настоящего времени найти обобщающих решений задачи теплообмена между рабочим телом и стенками внутрицилиндрового пространства любого ДВС и продолжает оставаться проблемной задачей. Поэтому большая роль в исследовании теплообмена в цилиндрах ДВС отводится эксперименту на натурных объектах или физических моделях.

Предполагается, что результат всех этих явлений, без учета радиационного эффекта в форме закона Стефана-Больцмана, может быть охарактеризован уравнением конвективной теплоотдачи:

¿Яцг = ссг ¥ йТ йт (1.1)

где dQw - количество передаваемого за время Л тепла; ар - коэффициент конвективной теплоотдачи; ¥ - площадь поверхности теплообмена; с1Т - разность температур теплоотдающей и тепловоспринимающей поверхности.

При установившемся режиме работы двигателя в условиях периодически изменяющегося по времени потока тепла, средний тепловой поток от горячих газов к единице поверхности стенок может быть получен из уравнения:

^ ти 1 Г" Тц

дц = — |аг(Гг-Тст)с1т или дц-— ^агТгс!т - ^агТстс1т

тц о тц ч,

(1.2)

где: дц - средний тепловой поток от газов к стенкам при периодически изменяющемся потоке

тепла, Вт/м2 ; тц - продолжительность одного цикла, с; аг - мгновенное значение

коэффициента теплоотдачи от газа к стенкам, Вт/л^-К', 7> - мгновенное значение температуры газа в цилиндре, °К.

Формула (1.1) справедлива лишь для условий достаточно малой площади тепловоспринимающей поверхности, когда температуры среды и поверхности, а также теплофизические свойства среды можно считать постоянными.

Наиболее важным при определении величины Qw является правильное определение значений коэффициента теплоотдачи от газа к стенкам. Однако, эта проблема еще не решена.

Как известно из теории теплопередачи, функциональная зависимость коэффициента теплоотдачи аг представляется в виде:

аг = Л™> ^ с> А ТГ,ТСТ, Ф, /, (1.3)

Т.е. в общем случае аг является функцией формы поверхности Ф, ее размеров I, с1, температуры стенки Тст, скорости газа м?, его температуры Тг, теплофизических параметров газа - коэффициента теплопроводности X, теплоемкости с, плотности р, вязкости р и других параметров, а также излучения.

Из-за большого числа переменных очень трудно вывести формулы для расчета коэффициента теплопередачи математическим путем. Процесс определения аГ, кроме наличия большого количества определяющих параметров, усложняется еще и тем, что почти все они являются переменными в течение рабочего цикла двигателя.

Если изменение плотности газа по углу п.к.в. с известной степенью осреднения по всему рабочему объему удается проследить по индикаторной диаграмме, то учесть все виды течений газа вдоль стенок по углу п.к.в. практически не представляется возможным.

Нерешенным в настоящее время остается вопрос о характере распределения температур газа по объему цилиндра в течение рабочего цикла. Это приводит к тому, что если даже удалось определить коэффициент теплоотдачи, как функцию времени для каждой точки поверхности, соприкасающейся с газом, то и в этом случае, количество тепла, передаваемое в этой точке стенкам цилиндра, не может быть определено без температуры газа, определяющей теплообмен в указанной точке. Пользуясь действительной индикаторной диаграммой, можно вычислить только среднюю по объему КС температуру газа.

При этом следует также учитывать сложность гидродинамики и теплообмена внутрицилиндровых процессов с горением при переменном объеме и влиянием на течение

газовой среды различных возмущений: газораспределительных органов, движущегося поршня, завихрителей и др.

Аналитически модель может быть представлена системой дифференциальных уравнений: неразрывности, движения и уравнения теплопроводности, интегрирование которой требует экспериментального определения ряда эмпирических коэффициентов, и на современном этапе развития теории и методов решения не представляется возможным без значительных допущений, искажающих физику процесса. Отсутствие единых представлений о физической картине теплообмена не позволяет, в конечном итоге, получить обобщающие зависимости для решения количественных задач теплопереноса в цилиндре любого двигателя.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Илюхин, Илья Михайлович, 2013 год

Список использованной литературы

1. Агуреев И.Е., Ахромешин A.B. Исследование межцикловой неидентичности ДВС: природа возникновения, управление, влияние на рабочий процесс. / Тр. Рос. конф., Новосиб., 21-23 аир. 2009, Изд-во Новосиб. СГУПС, 2009, с. 12-18.

2. Алкидас A.C., Коул P.M. Измерение переменной плотности теплового потока в дизельном двигателе с разделенной камерой сгорания / Ж-л «Теплопередача», 1985, №1, с. 174-180.

3. Алкидас A.C. Характеристики теплоотдачи карбюраторного двигателя / Ж-л «Теплопередача», 1980, №2, с. 1-6.

4. Андреев В.И., Черняк Б.Я. Уточнение метода определения состава смеси в цилиндрах карбюраторного двигателя / Сб. «Автотракторные двигатели», М., 1968.

5. Апашев М.Д Исследование теплоотдачи высоконагретых газов в бомбе / Труды лаборатории двигателей АН СССР, Изд-во АН СССР, вып. 5, 1960.

6. Ассанис Д.Н., Бадилло Е. Исследование тепловых потоков в дизельных двигателях с помощью малоинерционных коаксиальных термопар / ASME, Современное машиностроение, Серия А, №1,1990, М.: Мир, Стр. 137-145.

7. Адамов В.М. Распределение температурных полей в поршнях дизелей воздушного охлаждения / В.М. Адамов, А.Г. Латокурский, В.В. Шахов и др. / Ж-л «Автотракторостроение», 1978, №11, с. 119-121.

8. Адрианов В.Н. Основы радиационного и сложного теплообмена. - М.: Энергия, 1972.

9. Банди Б. Методы оптимизации. - М.: Радио и связь, 1988, 128 с.

10. БрозеД.Д. Сгорание в поршневых двигателях. - М.: Машиностроение, 1986, 247 с.

11. Бриллинг Н.Р. Исследование рабочего процесса и теплопередачи в двигателе Дизеля. - М.: ГоНТИ, 1931, 186 с.

12. Беннет КО., Майерс Д.Е. Гидродинамика, теплообмен и массообмен. - М.: «Недра», 1966. 726 с.

13. Белинький JI.M. Теплоизлучение в камере сгорания быстроходного дизеля / Сб. трудов НИЛД, №1, М.: Машгиз, 1955, с. 48 - 55.

14. Блох А.Г., Журавлев Ю.А., Рыжов JI.H. Теплообмен излучением. - М.: Энергоатомиздат, 1991,432 с.

15. Блох А.Г., Ерофеев П.А. Влияние коэффициента избытка воздуха на излучение светящегося факела/Ж-л «Теплоэнергетика», 1965, №3.

16. Блох А.Г. Излучение светящегося сажистого пламени /Ж-л «Теплоэнергетика», 1965, №3.

17. Батурин С.А. Физические основы и математическое моделирование радиационного теплообмена в дизелях / Изв. ВУЗов. Сер. Энергетика, 1983, №9, с. 89 - 94.

18. Бай Ши-и. Динамика излучающего газа - М.: Мир, 1968, 324 с.

19. Васильев Е.П. Радиационные характеристики пламени и сложный теплообмен при импульсном горении жидкого топлива. Автореферат дисс. к.т.н., Киев, 1986.

20. Васильев Е.Г., Асмаловский В.А. Влияние интенсивности начальной и основной фаз горения на радиационные характеристики пламени при сжигании жидких моторных топлив в камере постоянного объема / Промышленная теплотехника, 1995, №1, с. 121-125.

21. Воинов А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых машинах. - М.: Машиностроение, 1977,277 с.

22. Волков А.Н. Экспериментальное определение степени черноты поверхностей камеры сгорания автомобильного двигателя // Сб. MB и ССО Каз. ССР, Сер. Технические науки, Алма-Ата, 1969, №9, с. 91 - 94.

23. Волод Д.Б., Вилякин В.Е., Вилякина Е.В. Степень черноты тела цилиндрической формы в задаче теплообмена в ДВС / Вестник транспорта Поволжья, 2008, №3, с. 63-69.

24. Вошни Г. Расчет потерь тепла через стенку и тепловой нагрузки деталей дизельных двигателей / «MTZ», 1970, Т. 31, №12, с. 491-499.

25. Галицейский Б.М., Рыжов Ю.А., Якуш Е.В. Тепловые и гидродинамические процессы в колеблющихся потоках. - М.: Машиностроение, 1977,256 с.

26. 38ГОСТ 8.586-2005 Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Части 1-5.

27. Геращенко O.A., Гордое А.Н., Лах В.И. и др. Температурные измерения: Справочник. -Киев: «Наукова думка», 1984,494 с.

28. Геращенко O.A. Современное состояние теплометрии в СССР (Обзор) / ИФЖ, Том 59, №3, сент. 1990, с. 516-522.

29. Геращенко O.A. Основы теплометрии. - Киев: Наукова думка, 1974,191 с.

30. Гинцбург Б.Я. Тепловая напряженность поршней ДВС. - М„ 1958. - 134 с.

31. Гуськов В.Ф., Петров В.Б., Ки Ке. Теплонапряженность поршня двигателя мотоцикла / Ж-л «Автомобильная промышленность», 1996, №3, с. 15-16.

32. Гухман A.A. Применение теории подобия к исследованию процессов тепло- и массообмена. - М.: Высшая школа, 1974, 328 с.

33. Дьяченко Н.Х., Батурин С.А., Пугачев Б.П. Исследование излучательной способности пламени четырехтактного дизеля / Реф. ж-л «ДВС», М., 1973, Вып. 4-73-6. - с. 19-23.

34. Дыбан Е.П., Эпик Э.Я. К учету турбулентности потока в расчетах теплообмена за установленной в трубе диафрагмой. В кн.: «Теплофизика и теплотехника». - Киев: «Наукова думка», 1969, Вып. 15.

35. Дыбан Е.П., Зысина-Моложен Л.М., Иващенко М.М., Коздоба Л.А. и др. Руководящие указания по расчетам и экспериментальным методам определения температурного состояния основных узлов газовых турбин с воздушным охлаждением при температуре газа. Том II, ИТТФ АН УССР, ЦКТИ, Киев-Ленинград, 1972.

36. Дьяченко Н.Х., Дамков С.Н. Костин А.К., Бурин М.М. Теплообмен в двигателях и теплонапряженность их деталей. - Л.: Машиностроение, 1969, 248 с.

37. Дьяченко Н.Х., Костин А.К. и др. Применение метода конечных элементов для анализа напряженно-деформированного состояния поршня малооборотного дизеля / Ж-л «Энергомашиностроение», 1975, №11

38. Давыдов Г.А., Овсянников М.К. Температурные напряжения в деталях судовых дизелей. -Л.: Судостроение, 1969, 248 с.

39. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. - М.: Наука, 1968. - 99 с.

40. Зинуков A.A. Экспериментальное исследование тепловых потоков в ДВС / Совершенствование энергетических машин, Сб. науч. тр. Брянского ГТУ, 2009, с. 191-204.

41. Иванов В.А., Малныч A.A. Влияние крупномасштабной вихревой структуры на конвективную теплопередачу в ДВС / Сб. «Проектирование и исследование технических систем», Изд-во Камской гос. ннж.-экономич. акад, Наб. Челны, 2006, с. 47-50.

42. Илюхин М.К., Максимов Е.А. Температурные напряжения в сферических головках ДВС // Ж-л «Двигателестроение». -№12. - 1988.

43. Ильина М.А., Свердлов М.В., Сеначин П.К. Моделирование конвективного и радиационного теплообмена в ДВС с искровым зажиганием: в Сб. науч. ст. «Проблемы гидродинамики и тепломассообмена», Барнаул: Изд-во АГУ, 1999,160 с.

44. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях: Учеб. пособие для вузов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 472 с.

45. Кавтарадзе Р.З. Решение задач конвективного и сложного теплообмена в камере сгорания дизеля с учетом пристенного турбулентного течения / АН СССР. Теплофизика высоких температур. - 1990, Т. 28, №5, с. 969-977.

46. Кавтарадзе Р.З., Арипджанов М.М., Онищенко Д.О. Моделирование теплового состояния составного поршня с керамическим теплоизолятором / Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана, Сер. Машиностроение, 2009, №3, с. 15-27.

47. Калифати Д.Д. и др. Оптимизация теплообменников по эффективности теплообмена. - М.: Энергоиздат, 1986,152 с.

48. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. - М.: Машиностроение, 1981,205 с.

49. Козанкевич З.Я. Анализ источников погрешностей, возникающих при измерении температуры в потоке жидкости, способы их учета и устранения. Сб. «Химическое машиностроение», №2, Киев, 1965.

50. Кедл Д.С., Сперроу Е.М. Численное и экспериментальное исследование теплообмена и гидродинамики при турбулентном течении в системе продольных ребер / Теплопередача. -М.: Мир, 1986, №1.

51. Керн Д., КраусА. Развитые поверхности теплообмена.-М.: Энергия, 1977,462 с.

52. Кутныш В.Б., Кузнецов Н.М. Тепловой и аэродинамический расчеты оребренных теплообменников воздушного охлаждения. - СПб.: Энергоатомиздат, 1992,277 с.

53. Ку U.M. Факторы, влияющие на теплоотдачу в двигателе внутреннего сгорания // NACA Technical Notes, 1940, №787 / Технический перевод НКАП БИТ с англ., №78,1944, 20 с.

54. Корниенко О.П. Средняя теплоотдача при обтекании цилиндра поперечным потоком воздуха / ИФЖ, Том 59, №4, окт. 1990, с. 648-649.

55. Костин А.К., Михайлов А.И, СазаевЖ.О. Особенности рабочего процесса и теплообмена в быстроходных дизелях при пуске / Ж-л «Двигателестроение». - 1981, №12, с. 46-48.

56. Костин А.К., Ларионов В.В., Михайлов Л.И. Теплонапряженность двигателей внутреннего сгорания: Справочное пособие. - JL: Машиностроение, 1979,222 с.

57. Кумсков В. Т. Исследование закономерностей сложного теплообмена. Автореф. дисс. к.т.н. -М., 1970.

58. Конаков П.К. Теория подобия, ее применение в теплотехнике. - M-JL: Госэнергоиздат, 1959, 207 с.

59. Кирпичев М.В. Теория подобия. - М.: Изд-во АН СССР, 1953, 95 с.

60. Костров A.B. Исследование процессов теплоотдачи в карбюраторных двигателях при разных степенях сжатия / Ж-л «Автомобильная промышленность», 1967, №4.

61. Костров A.B. Зависимость коэффициента конвективной теплоотдачи в карбюраторных автомобильных двигателях от геометрических размеров цилиндра / Ж-л «Автомобильная промышленность», 1971, №8, с. 24-29.

62. Круглое М.Г., Кавтарадзе Р.З., Гаврилов М.Н. Определение граничных условий для расчета температурных полей деталей двигателей внутреннего сгорания // Изв. вузов. Машиностроение, 1984, №1, с. 82-85.

63. Лобазин П.С. Авиационный двигатель АШ-62ИР. - М.: Изд-во Аэрофлота, 1961.

64. Лыков A.B. Тепломассообмен: Справочник. -М.: Энергия, 1978, 480 с.

65. Лыков A.B. Теория теплопроводности. - М.: Высшая школа, 1967, 600 с.

66. Либинзон Б.Л. Теплопередача и гидравлические принципы дефлектирования авиационных моторов воздушного охлаждения. Труды «ЦИАМ», 1946, №114.

67. Лефавр Т. и др. Исследование и математическое описание мгновенных тепловых потоков в дизельных двигателях / Пер. с англ. «SAE Preprinte», 1969, № 464, с. 1-21.

68. Лёнер К Теплопередача в ребрах и ребристых цилиндрах. Ж-л «MTZ», 1957, №12.

69. Ленин И.М., Костров A.B. Исследование теплоотдачи в стенки в двигателях внутреннего сгорания // Ж-л «Автомобильная промышленность», 1963, №6.

70. Ленин, И.М. Автомобильные и тракторные двигатели. - М.: Высш. шк., 1977. - 426 с.

71. Мак-Адаме В.Х. Теплопередача. - М.: Металлургиздат, 1961, 686 с.

72. Маляров B.C. Сложный теплообмен в циклическом процессе с горением: Дис. к. т. н., Киев, 1982,201 с.

73. Мацкерле Ю. Автомобильные двигатели с воздушным охлаждением. - М.: Машгиз, 1959, 392 с.

74. Массами Миноми, Сеия Муконара, Сабуро Такаги. Исследование теплопереноса через поршневые кольца в дизельных двигателях / УкрНИИТИ, Пер. №3694, Киев, 1973,24 с.

75. Масленников М. М., Panunopm М.С. Авиационные поршневые двигатели. - М.: Оборонгиз, 1951,847 с.

76. Михеев М.А. Основы теплопередачи. - М.: Госэнергоиздат, 1956.

77. Назаров НИ, Черняк Б.Я. Основы инженерных исследований и испытания двигателей. Автоматизация исследовательских испытаний ДВС: Учеб. пособие МАДИ, М., 1988, 75 с.

78. Нуссельт В. Теплообмен в двигателе внутреннего сгорания / Сб. Успехи современного дизелестроения, 1924, с. 26 - 41.

79. Николаенко В.А. Измерение температуры с помощью облученных материалов. - М.: Энергоатомиздат, 1986, 120 с.

80. Ожгихин Н. Т. Теплопередача в стенки цилиндра авиационного двигателя // Труды ВВА, №79, 1941.

81. Петриченко P.M., Петриченко М.Р. Конвективный теплообмен в поршневых машинах. -Л.: Машиностроение, 1979,232 с.

82. Поспелов Д. Р. Двигатели внутреннего сгорания с воздушным охлаждением. - М.: Машиностоение, 1971. - 535 с.

83. Пай Д.Р. Двигатели внутреннего сгорания. - т. II Авиационные двигатели. - М.: Гос. изд. оборон, пром., 1940.-261 с.

84. Полъман X. Расчет локального и временного распределения плотности теплового потока в поршневом двигателе / «MTZ», 1989, №2, с. 77-80.

85. Павеликин В.П., Кузьмин H.A. Численные исследования влияния величин коэффициентов теплообмена на тепловое состояние поршня ДВС / Изв. вузов «Машиностроение», 1987, №6.

86. Перепека В.И., Ситников А.К., Рейзин И.И. Определение оптимальных размеров каналов охлаждения / ИФЖ, 1981, Т. 40, №1, С. 89-94.

87. Ройзен Л.И., Дулькин КН. Тепловой расчет оребренных поверхностей. Под. ред. В.Г. Фастовского. - М.: Энергия, 1977,256 с.

88. Рикардо Г.Р. Быстроходные двигатели внутреннего сгорания. - М.: ГНТИ, 1960, 410 с.

89. Розенблит Г.Б., Левит А.Г. Оценка радиационного теплообмена в цилиндре ДВС / Ж-л «Энергомашиностроение», 1975, №5, с. 36-38.

90. Розенблит Г. Б. Теплопередача в дизелях. - М.: Машиностроение, 1977, 216 с.

91. Руднев Б.И., Повалихина О.В., Разуваев A.B. Характеристики локального радиационно-конвективного теблообмена в камере сгорания дизеля / Тр. Междунар. конф. «Двигатели 2008», Хабаровск, Изд-во Тихоокеанского гос. унив., 2008, с. 57-60.

92. Саидов Ш.В., Саибов A.A., Эркинов М.А. Анализ теплоотдачи от рабочего тела в стенки камеры сгорания / Ж-л «Механизация и электрификация сельского хозяйства», 2009, №10, с. 30-32.

93. Стефановский Б. С. Теплонапряженность деталей быстроходных поршневых двигателей. -М.: Машиностроение, 1978, 128 с.

94. Сукомел A.C., Величко В.И., Абросимов Ю.Г. Теплообмен и трение при турбулентном течении газа в коротких каналах. - М.: Энергия, 1979,216 с.

95. Сперроу, Балаига, Патанкар. Теплообмен при вынужденной конвекции в экранированной системе с продольными ребрами при наличии и отсутствии торцевого зазора / Ж-л «Теплопередача», М.: Мир, 1978, №4.

96. Стечкин Б.С., Генкин К.И. и др. Индикаторная диаграмма, динамика тепловыделения и рабочий цикл быстроходного поршневого двигателя. - М.: Изд-во АН СССР, 1960.

97. Столбов М.С., Корчагин А.П. Определение на основании теории подобия параметров оребрения головок цилиндров ДВС воздушного охлаждения/ «Фундаментальные и прикладные проблемы современных поршневых двигателей», Изд-во Владимир. ГУ, 2010, с. 180-184.

98. Страдомский М.В., Шелков С.М., Максимов Е.А. Конвективный теплоперенос в циклическом процессе поршневого ДВС / Ж-л «Двигателестроение», 1983, №10, с. 56-58.

99. Страдомский М.В., Селявин Г.Ф. Приближенный графоаналитический метод расчета местного теплообмена в цилиндре ДВС /Ж-л «Теплофизика и теплотехника», 1977, Вып. 33, с. 26-30.

100. Страдомский М.В., Максимов Е.А., Васильев Е.П. Теплообмен при импульсном сгорании жидких моторных топлив // Ж-л «Двигателестроение», 1987, №11, с. 5-7.

101. Страдомский М.В., Максимов Е.А. Оптимизация температурного состояния деталей дизельных двигателей. - Киев: «Наукова думка», 1987, 168 с.

102. Страдомский М.В., Васильев Е.П. Исследование эмиссионных свойств пламени при импульсном сгорании жидких топлив в замкнутом объеме / Сб. Перенос теплоты и вещества. - Киев: Наукова думка, 1985, с. 29-36.

103. Страдомский М.В., Максимов Е.А., Маляров B.C. Исследование лучистого теплообмена в цилиндре дизеля / Изв. вузов. Машиностроение, 1982, №1, с. 88-92.

104.

105.

106.

107.

108.

109.

110.

Ill,

112.

113,

114,

115,

116,

117,

118.

119,

120.

121.

122,

123,

124,

125,

126,

127,

128.

Страдомский M.B., Максимов Е.А., Илюхин М.К. Теплообмен в головке цилиндра карбюраторного ДВС / Изв. ВУЗов. Сер. Машиностроение, 1975, №6, с. 84 - 87. Селлерс Дж. Термопарные приемники для оценки локальных коэффициентов теплоотдачи в ракетных двигателях / Измерение нестационарных температур и тепловых потоков. - М.: Мир, 1966, с. 127-137.

Сапожников С.З., Митяков В.Ю., Митяков А.В. Градиентные датчики теплового потока в теплотехническом эксперименте. СПб: Изд-во СПб ГПУ, 2007.

Сидоров Э.А. Лучистый и конвективный теплообмен в поглощающей среде / Сб. «Вопросы теплообмена». - М.: Изд-во АН СССР, 1969.

Синицын В.А., Зуев А.А., Бутин В.Ю., Кузьмин А.Г. Определение локальной степени черноты поверхностей деталей цилиндропоршневой группы ДВС / Тез. докл. 5-ого науч.-практ. сем. по ДВС, Владимир, 1995, с. 41-42.

Стефановский Б.С., Новенников A.JI. Локальные тепловые нагрузки в головках цилиндров быстроходных автотракторных дизелей. - Ярославль, 1981, 41 е., Деп. в НИИНавтопрома, №698 ап-Д82.

Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. - М.: Наука, 1977, 440 с. Тепломассообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник под общ. ред. Григорьева В.А. и Зорина В.М. - М.: Энергоиздат, 1982. - 512 с.

Тамонис М. Радиационный и сложный теплообмен в каналах. - Вильнюс, 1981, 250 с. Хейвуд Дж. Гидродинамика рабочих цилиндров ДВС. Фримановская лекция 1986 г. / Труды амер. общества инж.-механиков. - М., 1987. - С. 171-229.

Ховах М.С., Стефановский Б.С. и др. К вопросу теплонапряженности быстроходных дизелей / Изв. вузов. «Машиностроение», №40, 1971.

Хайлов М.А. К вопросу о расчете теплообмена в поршневых ДВС / Рабочие процессы в двигателях внутреннего сгорания. -М.: Моск. автодор. ин-т, 1978, с. 121-125. Холмянский И.А. Измерение и анализ температурных полей и коэффициентов теплоотдачи в деталях ДВС / Реф. ж-л ВИНИТИ «Двигателестроение», 2003, №2, с. 26-30. Чайное Н.Д., Заренбин В.Г., Иващенко Н.А. Тепломеханическая напряженность деталей двигателей. - М.: Машиностроение, 1977,151 с.

Чайное Н.Д., Иващенко Н.А. Методы расчетного определения температурных напряжений в крышках цилиндров ДВС / Изв. вузов. Машиностроение, 1974, №1, с. 81-84. Чжу, Вэн, Чженъ. Тепловые характеристики композитного прямого ребра в переходном режиме / Ж-л «Теплопередача», 1983, №2, с.93-97.

Чирков А.А. Новый метод расчета теплонапряженности ДВС / Вестник машиностроения, 1962, №11, с. 28-32.

Швец ИТ., Дыбан Е.П., Страдомский М.В., Эпик Э.Я. Экспериментальные исследования влияния турбулентности потока на теплообмен при движении воздуха в трубах // Тепло- и массоперенос. ТIII. Общие вопросы теплообмена. - Минск, 1970. Шорин С.Н. Теплопередача. - М.: Высшая школа, 1964,489 с.

Янченко B.C. Методика численного моделирования температурных полей в деталях ДВС / Сб. науч. трудов Брянского ГТУ «Совершенствование ДВС», Брянск, 2006, с. 64-68. Ярышев Н.А., Заровная Н.Н., Смирнова Т.В. Влияние теплопроводности и размеров тепломера на точность измерения теплового потока / ИФЖ., 1988, Том 55, №5, с. 847-853. Annand W. Heat Transfer in the Cylinder of Reciprocating Internal Combustion Engine / "Proceedings Institution of Mechanical Engineers", 1963, №36, P. 973-996. Annand W„ Ma Т.Н. Instantaneous Heat Transfer Rates to the Cylinder Head Surface of a Small Compression-Ignition Engine / "Proceedings Institution of Mechanical Engineers", 1971-1972, Vol. 185, P. 976.

Annand W., Pinfold D. Heat Transfer in the Cylinder of a Motored Reciprocating Engine / "SAE Techn. Paper. Ser.", 1980, №800457, 6 p. / Теплообмен в цилиндре поршневого двигателя на режиме прокрутки / Экспресс-инф. ВИНИТИ, П и ГД, М., 1981, №37, с. 4-14. Arnold Е. Biermann, Heat Transfer from Cylinders Having Closely Spaced Fins / NASA Technical Note No. 602.: Printed: May 1937, Washington, 25 p.

if

129. Brevoort M.E. and Rolling V.J. Air flow around finned cylinders // NASA, 1936. - Report No. 555.

130. Benjamin Pinkel and Eugene J. Manganiello A Method of Measuring Piston Temperatures / NASA Technical Note No. 765.: Printed: June 1940, Washington, 17 p.

131. Bierman A.E and Pinkel В. Heat transfer from finned metal cylinders in air stream / NAC A Report No. 726,1934

132. Chalko T.J., Kumar S., Kyaw Z. Holography of Combustion Process in a Spark Ignition Engine / Proceedings of 5-th International Symposium on Application of Laser Techniques, 9-12 July 1990, Lisbon, Portugal, pp.6.

133. Chen Hong-yan, Li Ying, Li Xiao-In Расчет теплопередачи в дизеле / J. China Jiliang Univ. 2006, 17, №4, c. 284-288, Кит., рез. Англ.

134. Du Pingan Трехмерный анализ теплового состояния поршня двигателя / Dianzi Kejidaxue xuebao = J. Univ. Electron and Technol. China, 1999, 28, №2, c. 141-143. - Кит.

135. Djafari V, Duflot J., Jean-colas M. Etude sur le comportement a chaud des sables preenrobes. Fonderie, 1974, №339, p. 409-422 / Законы подобия двигателей с искровым зажиганием / Экспресс-инф. «Поршн. и газотурб. двигатели». - №20. - 28 мая 1975 г. - с. 12-21.

136. Ede A. J., Hislop С.Е., Morris R. Effect of the local heat transfer coefficient in a pipe of an abrupt disturbance of the fluid flow: abrupt convergence and divergence of a diameter ratio 2/1. / Proceedings of the society of Mechanical Engineers, 1956,170/38.

137. Eugene J. Manganiello Piston Temperatures in Air-cooled Engine for Various Operating Conditions / NASA Technical Report No. 698,1939, P. 414-421.

138. Eichelberg G. Some New Investigation on Old Combustion Engine Problem // "Engineering". -1939, V. 148, P. 463-466.

139. Elser К. Der instationäre Wärmeübergang in Dieselmotoren // Mitteilungen aus dem Institut fur Thermodynamik und Verbennungs / ETH Zürich. - №15, 1954.

140. Eckert Konrad. Der Wärmeübergang im Zylinderkopf und Zylinder von schnellaufenden, luftgekühlten Otto - und Dieselmotoren / "Motortechn. Z.", 1961, 22, №2, P. 34-44 / Теплопередача в цилиндрах быстроходных двигателей воздушного охлаждения / Экспресс-инф. ВИНИТИ. - Поршн. и газотурб. двигатели., М., 1961, №20, с. 11-27.

141. Eierbrock H.H. and Bierman A.E. Surface heat transfer coefficients of finned cylinders / NACA Report No. 676,1939.

142. Grass G. „Wärmeübergang an turbulent stromende Gase im Rohreinlauf', Allg. Wärmetechnik, H. 3, S. 58—64, 1956.

143. Gori F. Cooling of a Finned Cylinder by Jet Flow of Air / F. Gori, M. Borgia, A. Doro Altan, M. Mascia, I. Petracci // ASME. Jornal of Heat Transfer. - 2005. - Vol. 127. - №12. - C. 1416 -1420.

144. Jafari A., Hannani S. Effect of fuel and engine operational characteristics on the heat loss from the combustion chamber surfaces of SI engines / Int. Commun. Heat and Mass Transfer, 2006, 33, №1, c. 122-134, англ.

145. Kamel M. and Watson. Heat Transfer Studies in Indirect Injection Diesel Engine / SAE. - Paper No. 79083.-1979.

146. Klick D., Marko K.A., Radzwion D.J. Laser Anemometry for Engine Flow Studies / SAE Pap., 1983, №830417, 10 p.

147. Kuboyama Т., Kosaka H., Aizawa Т. Исследование радиационной теплопередачи в КС дизеля / Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. В., 2008, 74, №741, с. 1191-1198, Яп., рез. Англ.

148. Lasuhiro Nodzue, Hiromich Satoh, Shirichi Umetani. Thermal stress and strength prediction of diesel engine cylinder head / SAE Techn. Pap. Ser., 1983., №830148, P. 1-7.

149. Li Y„ Zhao H„ Leach В., Ma Т., Ladommatos N. Characterization of an in-cylinder flow structure in a high-tumble spark ignition engine [Характеристики структуры газового потока в ДВС с искровым зажиганием] / Int. J. Engine Res., 2004, 5, №5, с 375-400, англ.

150. Mendera К, Smereka М., SpyraA. Analiza rownania Woschni (Анализ уравнения Г. Вошни) / Матер. 6-ой междунар. научн. конф. «Konstrukcja - badania - eksploatacja - paliwa odnanialne», Polska, Czestochowa, Politechn. Czest. Mech., 2003, №25, C. 469-478, Пол.

151

152

153,

154

155

156

157

158

159

160,

161,

162

163,

164,

165,

166.

167.

168.

169.

170.

Oscar W. Schey and Herman H. Ellerbrock, Blower Cooling of Finned Cylinders / NASA Technical Report No. 587, 1937, P. 269-280.

Oscar W. Schey, Benjamin Pinkel and Herman H. Ellerbrock, Correction of Temperatures of Air-cooled Engine Cylinders for Variation in Engine and Cooling Conditions / NASA Technical Report No. 645.- 1938.

Oguri T. On the coefficient of heat transfer between gases and cylinder walls of spark-ignition engine. Bulletin of JSME, vol. 3,1960, №11.

Overbye V.D., Bennethum J.E., Uyehara O.A., and Myers P.S. Unsteady Heat Transfer in Engines, SAE Transactions, Vol. 69,1961, pp. 461-494.

Pan Keyn, Pu Penjun, Yu Shuillang, Cheng Chan Shan. Исследование теплоотдачи в цилиндре дизеля / China Intern. Combust. Engine Eng., 1995, 16, №3, c. 43-46, Кит.; рез. англ.

Pan Keyn, Zhon Longao, Yang Zhonglu / Исследование теплового излучения в цилиндре дизеля / China Intern. Combust. Engine Eng., 1996, 17, №4, с. 59-67, Кит.; рез. англ. Pinkel В. Heat transfer processes in air cooled engine cylinders / NACA Report No. 612,1938 Sanders J.C., Wilsted H.D. and Mulcahy B.A. Cooling Tests of an Air-cooled Engine Cylinder with Copper Fins on the Barrel / NASA Aircraft Engine Research Laboratory Report; July 1942, Washington, Langley Research Center Code: 3 1176 01364 7772. - 28 p. Suzuki Y., Shimano K., Enomodo Y„ Emi M„ Yamada Y. Direct heat loss to combustion chamber walls in a direct-injection diesel engine: evaluation of direct heat loss to piston and cylinder head / Int. J. Engine Res., 2005, №2, с. 119-135., Англ.

Tajima Hiroshi, Tasaka Hideroni Исследование теплопередачи в двигателе с искровым зажиганием // Mem. Fac. Eng., Miyazaki Univ., 1998, №27, с. 245-249. - Яп.; рез. англ. Tajima Hiroshi, Tasaka Hideroni Heat Transfer in ICE: An examination of in-cylinder swirling flow based on HWA measurements / Mem. Fac. Eng., Miyazaki Univ., 1996, №25, c. 277-281. -Яп.; рез. англ.

Tosa Yozo, Akagama Hirokaza, Nagae Yoshinori. Исследование теплоотдачи в цилиндре ДВС // Trans. Jap. Mech. Eng. В., 1998,64, №625, с. 3119-3125, Яп.; рез. англ. Woshni Gerhard. Experimentelle Untersuchungen des Wärmeflusses in Kolben und Zylinderbüchse eines Schnellaufenden Dieselmotors / "MTZ", 1978, 39, №12, P. 575-579 / Экспериментальные исследования тепловых потоков в поршне и гильзе цилиндра дизеля / ЭИ ПГД, 1979, №22, с. 7-14.

Woshni Gerhard, Fieger Johann. Experimentelle Untersuchungen zum Wärmeübergang bei normaler und klopfender Verbrennung im Ottomotor / "MTZ", 1982, 43, №2, P. 63-67 / Экспериментальные исследования теплоотдачи при нормальном и детонационном сгорании в двигателе с искровым зажиганием / ЭИ ПГД, 1982, №34, с. 5-11. Woschni G., Fleger J. Определение локальных коэффициентов теплоотдачи поршня высокооборотного дизеля с использованием результатов экспериментальных исследований / Ж-л «MTZ», 1979, 40, №4, с. 153-158, Пер. ЭИ ПГД №35, 1979, ред. 334. Woschni G. Universally Applicable Equation for the Instantaneous Heat Transfer Coefficients in the Internal Combustion Engine / "SAE Transactions.", 1967, Vol. 76, P. 3065. Yasur H., Walmsley H„ Heat В., Kalghatsi G., Sorusbay C. Evaluation of heat transfer correlations for HCCI engine modeling / Appl. Therm. Eng., 2009,29, №2-3, c. 541-549. Англ. Young Michael B. Cyclic dispersion in the gomogenejus-charge spark-ignition engine - a literature survey. // SAE Techn. Pap. Ser., 1981, №810020, 25pp. / Цикловая нестабильность рабочего процесса бензиновых двигателей с гомогенным зарядом / ЭИ ПГД, 1982, №12, с. 1-6. Yoshida Masao, Ishihava Soichi, Murakami Yoshio и др. Air-cooling effects of fins on a motorcycle engine (Исследование воздушного охлаждения цилиндров мотоциклетных двигателей) / JSME Int. J.B., 2006, 49, №3, с. 869-875, Англ.

Zapf Н. Исследование теплопередачи в четырехтактном дизеле в процессах газообмена // M.A.N. - Forschungsheft, 1968/69, №14, S. 5-35.