Математичне моделювання процесів сумішоутворення та згоряння в дизелі на водопаливній емульсії
Вантажиться...
Дата
2018
ORCID
DOI
10.20998/0419-8719.2018.1.04
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
НТУ "ХПІ"
Анотація
Використання водопаливної емульсії (ВПЕ) в якості палива для дизелів дозволяє досягти значного комплексного покращення паливно-екологічних показників двигуна. Проте, процес згоряння ВПЕ помітно відрізняється від згоряння традиційного дизельного палива. Це обумовлює виникнення резервів з покращення дизеля на ВПЕ шляхом вибору оптимальних параметрів. Найбільш раціональним шляхом для вирішення поставленої задачі є використання комплексної математичної моделі дизеля при роботі на ВПЕ. Одним з найбільш важливих складових такої моделі дизеля є математична модель процесів сумішоутворення та згоряння палива в циліндрі. Наведено основні елементи математичної моделі процесів сумішоутворення та згоряння водопаливної емульсії в дизелі. Для ідентифікації математичної моделі було використано результати комплексу експериментальних досліджень дизеля на водопаливній емульсії на найбільш показових режимах роботи дизеля, що відображають вплив кута випередження впорскування палива, та вміст води у водопаливній емульсії. Підвищення точності отриманих даних експериментальних досліджень досягнуто використанням методів обробки даних окремо для кожного робочого циклу дизеля. Наведено результати ідентифікації математичної моделі. Результати математичного моделювання добре узгоджуються із експериментальними даними, характер та ступінь впливу розглянутих факторів на процеси сумішоутворення та згоряння відображений адекватно. Отримані результати є вихідними даними для моделювання процесів утворення сажі та оксидів азоту в циліндрі дизеля. Це дозволить адекватно оцінити вплив кожного з обраних параметрів на показники дизеля та визначити сукупність параметрів, що забезпечать найбільш ефективне використання ВПЕ в дизелі.
The use of water-fuel emulsion (VFE) as a fuel for diesel engines allows to achieve a significant comprehensive improvement of the fuel and environmental performance of the engine. However, the combustion process of VFE emulsion differs markedly from the combustion of conventional diesel fuel. This causes the emergence of reserves to improve the diesel engine at VFE by choosing the optimal parameters. The most rational way to solve this problem is to use the complex mathematical model of a diesel engine when operating on a VFE. One of the most important components of such a diesel model is the mathematical model of the processes of fuel formation and combustion in a cylinder. The article presents the main elements of the mathematical model of processes of mixing and combustion of a water-fuel emulsion in a diesel engine. To identify the mathematical model, the results of a complex of experimental studies of a diesel engine on the water-oil emulsion were used on the most representative operating modes of the diesel engine, reflecting the influence of the fuel intake ahead of the fuel angle, and the water content in the water-oil emulsion. Improved accuracy of data obtained from experimental studies has been achieved using cyclic data processing methods. The results of identification of a mathematical model are presented. The results of mathematical modeling are in good agreement with the experimental data, the nature and degree of influence of the considered factors on the processes of mixing and combustion are reflected adequately. The obtained results are the initial data for modeling the processes of soot and nitrogen oxides formation in a diesel cylinder. This will allow to adequately assess the effect of each of the selected parameters on the diesel performance and determine the set of parameters that ensure the most efficient use of VFE in diesel.
The use of water-fuel emulsion (VFE) as a fuel for diesel engines allows to achieve a significant comprehensive improvement of the fuel and environmental performance of the engine. However, the combustion process of VFE emulsion differs markedly from the combustion of conventional diesel fuel. This causes the emergence of reserves to improve the diesel engine at VFE by choosing the optimal parameters. The most rational way to solve this problem is to use the complex mathematical model of a diesel engine when operating on a VFE. One of the most important components of such a diesel model is the mathematical model of the processes of fuel formation and combustion in a cylinder. The article presents the main elements of the mathematical model of processes of mixing and combustion of a water-fuel emulsion in a diesel engine. To identify the mathematical model, the results of a complex of experimental studies of a diesel engine on the water-oil emulsion were used on the most representative operating modes of the diesel engine, reflecting the influence of the fuel intake ahead of the fuel angle, and the water content in the water-oil emulsion. Improved accuracy of data obtained from experimental studies has been achieved using cyclic data processing methods. The results of identification of a mathematical model are presented. The results of mathematical modeling are in good agreement with the experimental data, the nature and degree of influence of the considered factors on the processes of mixing and combustion are reflected adequately. The obtained results are the initial data for modeling the processes of soot and nitrogen oxides formation in a diesel cylinder. This will allow to adequately assess the effect of each of the selected parameters on the diesel performance and determine the set of parameters that ensure the most efficient use of VFE in diesel.
Опис
Ключові слова
паливо, згоряння дифузійне, модель математична, циліндр
Бібліографічний опис
Савченко А. В. Математичне моделювання процесів сумішоутворення та згоряння в дизелі на водопаливній емульсії / А. В. Савченко // Двигатели внутреннего сгорания. – 2018. – № 1. – С. 19-26.