تحقیق انتقال حرارت گذار ۱۷ ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..DOC) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : ۱۷ صفحه

 قسمتی از متن word (..DOC) : 
 

‏دانشگاه آزاد اسلامی
‏واحد مشهد
‏عنوان :
‏مقدمه
‏انتقال حرارت گذرا از گاز به دیواره های محفظه احتراق و دیوارهای دریچه تأثیر قابل ملاحظه ای روی تعویض گاز و عملکرد موتور IC‏ می گذارد . به علاوه ، درستی اطلاعات انتقال حرارت در این قسمتها ، برای اعمال شرایط مرزی به منظور آنالیز ساختاری امری ضروری است.
‏در تئوری ، بازده حجمی که در طول شبیه سازی فرایند تعویض گاز محاسبه می شود براساس برنامه های یک بعدی اغلب کار مشکلی می باشد . شکل ۱ مثالی از وابستگی بازده حجمی به شرایط انتقال حرارت در طول مرحله تعویض گاز می باشد . شکل نشان دهنده تأثیر انتقال حرارت در دریچه ورودی هم و تأثیر انتقال حرارت در محفظه احتراق در طول مرحله ورود گاز می باشد . بر اساس معادلات انتقال حرارت با توجه به روابط Woschni‏ و Zapf‏ ، انتقال حرارت با ضرایب ۷/۰ تا ۸/۱ در محفظه احتراق و دریچه ورودی کاهش یا افزایش پیدا کرده است . محاسبات بر روی یک موتور تک سیلندر آزمایشی (
DI‏ دیزل ، قطر mm‏ ۱۲۴ ، طول کورس mm‏ ۱۶۵ ) در دور موتورrpm‏ ۱۰۸۰ و بار %۵۰ انجام شده است .
‏شکل ۱
‏اگر چه تأثیر انتقال حرارت در دریچه ورودی برای این نوع موتور در شرایط اشاره شده در بالا ، پایین است ، بازده حجمی به مقدار زیادی به انتقال حرارت در محفظه احتراق وابسته است . ( بیشتر %۳ در افزایش ۸۰ درصدی انتقال حرارت ) این مسأله در مورد تشکیل NOX‏ نیز صادق است . ( افزایش %۱۱ ) به سبب سطح دمای تغییر یافته در محفظه احتراق . محاسبه NOX‏ خروجی به طور قابل ملاحظه ای تحت تأثیر انتقال حرارت آنی در طول مرحله فشار زیاد می باشد . شکل ۲ تأثیر این امر را با مقایسه مقادیرNOX‏ در زاویه میل لنگ های مختلف و با دو پیشروی متفاوت انتقال حرارت ، در دور ۱۴۷۰ rpm‏ و بار کامل را نشان می دهد . از یک سمت محاسبات انتقال حرارت از معادلات Woshchni‏ انجام شده و در سمت دیگر محاسبات براساس شبیه سازی CFD‏ سه بعدی انجام شده است . محاسبه نرخ تشکیل NOX‏ بر طبق مکانیزم توسعه یافته Zeldovich‏ در دو منطقه دمایی ( سوخته و غیر سوخته ) ، برنامه شبیه سازی عملکرد موتور در دو منطقه دمایی انجام می شود . بنابراین نرخ آزاد سازی حرارت ثابت نگه داشته شده . مقایسه مقادیر پیوسته NOX‏ نشان دهنده کاهش % ۱۴ درصدی براساس نتایج
CFD‏ می باشد . بنابراین تطابق بیشتری با نتایج اندازه گیری داشته .
‏شکل ۲ ( a‏ و b‏ )
‏اصول پایه در روش دمای سطح :
‏حوزه دما در دیواره محفظه احتراق می تواند توسط معادلات دیفرانسیلی فوریه در مورد هدایت حرارت بیان شود . با فرض یک جریان حرارت یک بعدی در دیواره های محفظه احتراق ، فقط گرادیان دمایی در جهت x‏ ، عمود بر سطح دیواره وجود دارد . معادله کلی به صورت معادله زیر در می آید که t‏ زمان و ‏‏Tw‏ دمای دیواره است :
‏۱) ‏ ‏
‏در این رابطه ‏ ضریب نفوذ حرارتی دیواره می باشد . که از سه پارامتر تشکیل شده است .
‏ ضریب هدایت حرارتی =
‏ظرفیت حرارتی = C‏ چگالی ‏ = ‏
‏انتقال حرارت گذرا از گرادیان دما و ضریب هدایت حرارتی مشخص می شود .
‏۲) ‏
‏ معادله بالا می توانند برای عملکرد سیکل با بسط دادن آن به صورت سری حل شوند . با فرض اینکه دیواره به صورت یک صفحه نامحدود است . حل مناسب به صورت زیر می باشد :
‏۳ )
‏و
‏۴)
‏به علاوه ، انتقال حرارت یک فاکتور قطعی برای تنش های حرارتی در قسمتهای نزدیک محفظه احتراق تشکیل می دهد . نقش مهم در اینجا توسط میانگین زمانی و تحلیل فضایی چگالی شارحرارتی بازی می شود . در (۲) نشان داده شده که افزایش %۱۰ درصدی شار حرارتی دیواره سمت گاز باعث افزایش ‏›‏۸۰ دما در valve bridge‏ بین سرپاپ ورود و خروج گاز می شود . چنین تغییرات درجه حرارتی باعث کاهش قابل ملاحظه مقاومت اجزاء در مقابل تنش های زیاد می شود . بنابراین لازم است که شرایط مرزی حرارتی را برای بهینه سازی اجزاء ، مشخص کنیم .
‏اندازه گیری شار حرارتی : ( توسط سنسورها )
‏استانداردها برای سنسورهای اندازه گیری شار حرارتی در سمت گاز در موتورهای احتراق داخلی خیلی بالا هستند . این امر مخصوصا برای اندازه گیری در محفظه احتراق درست است ، علاوه بر اینکه سنسورها باید در زمان کوتاهی شرایط را تحلیل کنند ، و دقت بالایی داشته باشند می بایست در مقابل دما و شار حرارتی خیلی کم آسیب پذیر باشند و می بایست در کوچکترین اندازه ممکن باشند و مقاومت کافی داشته باشند . در اصل دو روش اندازه گیری مختلف برای اندازه گیری شار حرارتی لحظه ای درموتورهای