تحقیق انتقال حرارت گذار 17 ص

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..DOC) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 17 صفحه

 قسمتی از متن word (..DOC) : 
 

‏دانشگاه آزاد اسلامی
‏واحد مشهد
‏عنوان :
‏مقدمه
‏انتقال حرارت گذرا از گاز به ديواره هاي محفظة احتراق و ديوارهاي دريچه تأثير قابل ملاحظه اي روي تعويض گاز و عملكرد موتور IC‏ مي گذارد . به علاوه ، درستي اطلاعات انتقال حرارت در اين قسمتها ، براي اعمال شرايط مرزي به منظور آناليز ساختاري امري ضروري است.
‏در تئوري ، بازده حجمي كه در طول شبيه سازي فرايند تعويض گاز محاسبه مي شود براساس برنامه هاي يك بعدي اغلب كار مشكلي مي باشد . شكل 1 مثالي از وابستگي بازدة حجمي به شرايط انتقال حرارت در طول مرحلة تعويض گاز مي باشد . شكل نشان دهندة تأثير انتقال حرارت در دريچه ورودي هم و تأثير انتقال حرارت در محفظه احتراق در طول مرحله ورود گاز مي باشد . بر اساس معادلات انتقال حرارت با توجه به روابط Woschni‏ و Zapf‏ ، انتقال حرارت با ضرايب 7/0 تا 8/1 در محفظه احتراق و دريچه ورودي كاهش يا افزايش پيدا كرده است . محاسبات بر روي يك موتور تك سيلندر آزمايشي (
DI‏ ديزل ، قطر mm‏ 124 ، طول كورس mm‏ 165 ) در دور موتورrpm‏ 1080 و بار %50 انجام شده است .
‏شكل 1
‏اگر چه تأثير انتقال حرارت در دريچه ورودي براي اين نوع موتور در شرايط اشاره شده در بالا ، پايين است ، بازده حجمي به مقدار زيادي به انتقال حرارت در محفظه احتراق وابسته است . ( بيشتر %3 در افزايش 80 درصدي انتقال حرارت ) اين مسأله در مورد تشكيل NOX‏ نيز صادق است . ( افزايش %11 ) به سبب سطح دماي تغيير يافته در محفظه احتراق . محاسبة NOX‏ خروجي به طور قابل ملاحظه اي تحت تأثير انتقال حرارت آني در طول مرحله فشار زياد مي باشد . شكل 2 تأثير اين امر را با مقايسه مقاديرNOX‏ در زاوية ميل لنگ هاي مختلف و با دو پيشروي متفاوت انتقال حرارت ، در دور 1470 rpm‏ و بار كامل را نشان مي دهد . از يك سمت محاسبات انتقال حرارت از معادلات Woshchni‏ انجام شده و در سمت ديگر محاسبات براساس شبيه سازي CFD‏ سه بعدي انجام شده است . محاسبة نرخ تشكيل NOX‏ بر طبق مكانيزم توسعه يافتة Zeldovich‏ در دو منطقه دمايي ( سوخته و غير سوخته ) ، برنامة شبيه سازي عملكرد موتور در دو منطقه دمايي انجام مي شود . بنابراين نرخ آزاد سازي حرارت ثابت نگه داشته شده . مقايسه مقادير پيوستة NOX‏ نشان دهندة كاهش % 14 درصدي براساس نتايج
CFD‏ مي باشد . بنابراين تطابق بيشتري با نتايج اندازه گيري داشته .
‏شكل 2 ( a‏ و b‏ )
‏اصول پايه در روش دماي سطح :
‏حوزة دما در ديوارة محفظه احتراق مي تواند توسط معادلات ديفرانسيلي فوريه در مورد هدايت حرارت بيان شود . با فرض يك جريان حرارت يك بعدي در ديواره هاي محفظه احتراق ، فقط گراديان دمايي در جهت x‏ ، عمود بر سطح ديواره وجود دارد . معادله كلي به صورت معادله زير در مي آيد كه t‏ زمان و ‏‏Tw‏ دماي ديواره است :
‏1) ‏ ‏
‏در اين رابطه ‏ ضريب نفوذ حرارتي ديواره مي باشد . كه از سه پارامتر تشكيل شده است .
‏ ضريب هدايت حرارتي =
‏ظرفيت حرارتي = C‏ چگالي ‏ = ‏
‏انتقال حرارت گذرا از گراديان دما و ضريب هدايت حرارتي مشخص مي شود .
‏2) ‏
‏ معادلة بالا مي توانند براي عملكرد سيكل با بسط دادن آن به صورت سري حل شوند . با فرض اينكه ديواره به صورت يك صفحه نامحدود است . حل مناسب به صورت زير مي باشد :
‏3 )
‏و
‏4)
‏به علاوه ، انتقال حرارت يك فاكتور قطعي براي تنش هاي حرارتي در قسمتهاي نزديك محفظه احتراق تشكيل مي دهد . نقش مهم در اينجا توسط ميانگين زماني و تحليل فضايي چگالي شارحرارتي بازي مي شود . در (2) نشان داده شده كه افزايش %10 درصدي شار حرارتي ديواره سمت گاز باعث افزايش ‏›‏80 دما در valve bridge‏ بين سرپاپ ورود و خروج گاز مي شود . چنين تغييرات درجه حرارتي باعث كاهش قابل ملاحظة مقاومت اجزاء در مقابل تنش هاي زياد مي شود . بنابراين لازم است كه شرايط مرزي حرارتي را براي بهينه سازي اجزاء ، مشخص كنيم .
‏اندازه گيري شار حرارتي : ( توسط سنسورها )
‏استانداردها براي سنسورهاي اندازه گيري شار حرارتي در سمت گاز در موتورهاي احتراق داخلي خيلي بالا هستند . اين امر مخصوصا براي اندازه گيري در محفظه احتراق درست است ، علاوه بر اينكه سنسورها بايد در زمان كوتاهي شرايط را تحليل كنند ، و دقت بالايي داشته باشند مي بايست در مقابل دما و شار حرارتي خيلي كم آسيب پذير باشند و مي بايست در كوچكترين اندازة ممكن باشند و مقاومت كافي داشته باشند . در اصل دو روش اندازه گيري مختلف براي اندازه گيري شار حرارتي لحظه اي درموتورهاي