Эффективность эжекционного охлаждения наддувочного воздуха и особенности ее экспериментальной оценки
Автор: Лазарев Евгений Анатольевич, Помаз Андрей Николаевич
Рубрика: Расчет и конструирование
Статья в выпуске: 3 т.16, 2016 года.
Бесплатный доступ
Для повышения мощности и топливной экономичности двигателей внутреннего сгорания необходимо достижение высоких степеней эффективности и совершенства конструкции основных его систем. Одним из способов повышения мощности является газотурбинный наддув с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Среди систем промежуточного охлаждения наддувочного воздуха наименее изучена система эжекционного охлаждения. В целях совершенствования конструкции двигателя проанализированы функциональные и конструктивные особенности системы эжекционного охлаждения наддувочного воздуха в двигателе внутреннего сгорания с наддувом. Приведено оценочное сравнение исследуемой системы с традиционными системами охлаждения наддувочного воздуха, рассмотрены и обоснованы достоинства предлагаемой системы. Дано подробное описание устройства и принципа работы разрабатываемой системы эжекционного охлаждения. Сформулированы задачи и программа экспериментального исследования и определения эффективности эжекционной системы охлаждения наддувочного воздуха. Разработана схема установки для экспериментального определения эффективности предлагаемой системы охлаждения наддувочного воздуха. Определены необходимые измеряемые параметры для анализа газодинамических явлений в системе эжекционного охлаждения в процессе экспериментального исследования, подобрана необходимая измерительная и регистрирующая аппаратура. Эффективность системы эжекционного охлаждения оценивается комплексом параметров: коэффициентом эжекции, КПД эжектора и тепловой эффективностью охладителя, которые зависят от режима работы двигателя. Выбраны места установки датчиков для измерения давления, температуры и расходов газовых потоков. Установлены пределы измерения исследуемых параметров для выбранных датчиков. Приведены методика и расчетные зависимости для экспериментальной оценки эффективности эжектора, охладителя наддувочного воздуха и эжекционной системы охлаждения наддувочного воздуха в целом. Определены этапы обработки получаемых экспериментальных данных. Разработанные методика и схема установки позволяют экспериментально оценить эффективность системы эжекционного охлаждения наддувочного воздуха и определить с достаточной степенью точности наилучшие режимы работы данной системы.
Система эжекционного охлаждения, эжектор, методика, коэффициент эжекции, эффективность
Короткий адрес: https://sciup.org/147151723
IDR: 147151723 | DOI: 10.14529/engin160303
Список литературы Эффективность эжекционного охлаждения наддувочного воздуха и особенности ее экспериментальной оценки
- Лазарев, Е.А. Новый способ и устройство управления газообменом в дизеле с газотурбинным наддувом/Е.А. Лазарев, А.Н. Помаз, А.Ю. Салов//Материалы LII международной научно-технической конференции «Достижения науки -агропромышленному производству»/под ред. д-ра техн. наук, проф. Н.С. Сергеева. -Челябинск: ЧГАА, 2013. -Ч. V. -С. 77-84.
- Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей: учеб. для вузов по специальности «Двигатели внутреннего сгорания»/под общ. ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. -3-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1985. -456 с.
- Reulein, C. Charging of internal combustion engines/C. Reulein//Combustion Engines Development. Part 2: Mixture Formation, Combustion, Emissions and Simulation. -Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2011. -P. 309-362 DOI: 10.1007/978-3-642-14094-5_8
- Ханк, Г. Турбодвигатели и компрессоры: справ. пособие: пер. с нем./Г. Ханк, Лангкабель. -М.: Астрель: АСТ, 2007. -351 с.
- Chen, M.F. Design of gas ejector in the engine/M.F. Chen, N. Wang, J.C. Xiao et al.//Applied Mechanics and Materials. -2013. -Vol. 321-324. -P. 1753-1756. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.321-324.1753
- Матюхин, Л.М. Теплотехнические устройства автомобилей: учеб. пособие/Л.М. Матюхин. -М.: МАДИ, 2009. -89 с.
- Cuperus, J.H. System for measuring ejection/J.H. Cuperus//Part Accel. -1973. -Vol. 4. -Р. 189-193.
- Li, F. Sparsity-enhanced optimization for ejector performance prediction/Li F., Wu C., Wang X.//Energy. -2016. -P. 25-34 DOI: 10.1016/j.energy.2016.07.041
- Чайнов, Н.Д. Конструирование двигателей внутреннего сгорания: учеб. для студентов вузов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» направления подготовки «Энергомашиностроение»/Н.Д. Чайнов ; под ред. Н.Д. Чайнова. -М.: Машиностроение, 2011. -496 с.
- Sarkar, J. Ejector enhanced vapor compression refrigeration and heat pump systems/J. Sarkar//Renewable and Sustainable Energy Reviews. -2012. -Vol. 16. -Iss. 9. -P. 6647-6659 DOI: 10.1016/j.rser.2012.08.007
- Hakkaki-Fard, A. A computational methodology for ejector design and performance maximisation/A. Hakkaki-Fard, Z. Aidoun, M. Ouzzane//Energy Conversion and Management. -2015. -Vol. 105. -P. 1291-1302 DOI: 10.1016/j.enconman.2015.08.070
- Lin, C. Experimental investigation of the abjustable ejector in a multi-evaporator refrigeration system/Lin C., Li Y., Cai W.//Applied Thermal Engineering. -2013. -Vol. 61. -Iss. 2. -P. 2-10 DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2013.07.045
- Yan, J. Experimental study on performance of a hybrid ejector-vapor compression cycle/Yan J., Cai W., Lin C.//Energy Conversion and Management. -2016. -Vol. 113. -P. 36-43 DOI: 10.1016/j.enconman.2016.01.016
- Прокопенко, Н.И. Экспериментальные исследования двигателей внутреннего сгорания: учеб. пособие для студентов вузов/Н.И. Прокопенко. -СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2010. -592 с.
- Galanis, N. Ejector design and performance prediction/N. Galanis, M. Sorin//International Journal of Thermal Sciences. -2016. -Vol. 104. -P. 315-329 DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2015.12.022
- Соколов, Е.Я. Струйные аппараты/Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер. -3-е изд., перераб. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -26 с.
- Kuzmenko, K. Optimization of ejector design and operation/K. Kuzmenko, N. Yurcenko, P. Vynogradskyy//EPJ Web of Conferences. -2016. -Vol. 114 DOI: 10.1051/epjconf/201611402063
- Успенский, В.А. Струйные вакуумные насосы/В.А. Успенский, Ю.М. Кузнецов. -М.: Машиностроение, 1973. -144 с.
- Абрамович, Г.Н. Прикладная газовая динамика. Ч. 1: Учебное руководство: для втузов/Г.Н. Абрамович. -М.: Наука, 1991. -600 с.
- Semake, O. On the design and corresponding performance of steam jet ejectors/O. Semake, N. Galanis, M. Sorin//Desalination. -2016. -Vol. 381. -P. 15-25 DOI: 10.1016/j.desal.2015.11.027
