Выбор рациональной характеристики тепловыделения с учетом необратимости внутрицилиндровых процессов
Creators: name: Зейнетдинов Р.А.
Publisher: name: Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета
Year: 2018
Subjects: ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕ
ПРОИЗВОДСТВО ЭНТРОПИИ
РАБОЧЕЕ ТЕЛО
ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ
СГОРАНИЕ
THE DISSIPATION
ENTROPY PRODUCTION
WORKING BODY
RECIPROCATING ENGINE
THE MIXTURE FORMATION
COMBUSTION

description: Тепловыделение в цилиндрах дизеля  важнейший функциональный процесс. От характера его протекания во многом зависят топливно-экономические показатели двигателя, его тепловая и механическая напряженность и в итоге показатели его надежности. В связи с этим вопросы организации тепловыделения являются актуальной задачей и этому уделяется особое внимание. В статье предложена методика отыскания рационального закона тепловыделения, который обеспечит желаемую организацию процессов смесеобразования и сгорания с учетом неравновесности внутрицилиндровых процессов. При этом в качестве закона тепловыделения рассмотрено уравнение сгорания И. Вибе. Отмечено, что задача улучшения процесса тепловыделения заключается в подборе оптимальных значений кинетических параметров уравнения сгорания, которые в определенной степени обеспечивают минимизацию диссипативных потерь во внутрицилиндровых процессах рабочего цикла. Однако точность определения диссипации теплоты при теплопередаче через стенки цилиндров ограничивается недостаточной изученностью данного процесса, что в большей степени обусловлено его сложностью и быстротечностью. Это также обусловлено еще и тем, что процессы тепловыделения и теплопередачи в двигателях неравновесны, и продолжительность их конечна. Следовательно, оценку степени необратимости данных процессов лучше производить на основе энтропийного анализа с применением принципов неравновесной термодинамики. Использование понятия «энтропия» позволяет также ввести в расчетную схему дополнительные термодинамические связи. Основная задача заключается в установлении зависимости между возрастанием энтропии в термодинамической системе и происходящими в ней различными необратимыми процессами. Эта задача представляется важной, поскольку обращает внимание на источники необратимости в рассматриваемом процессе. При этом задача оптимальной в термодинамическом смысле организации процесса состоит в том, чтобы выбором температур, давлений рабочего тела, а также коэффициентов теплоотдачи добиться минимума производства энтропии при заданной интенсивности внутрицилиндровых тепловых потоков.The dissipation in the cylinders of a diesel engine is the most important functional process. The nature of its flow mainly depends on the fuel-economic indicators of the engine, its thermal and mechanical tensions and eventually its reliability. In this regard, problem of the dissipation organization is an urgent task and particular attention is paid to this. The article proposes the method of finding of the rational heat-dissipation law, which will provide the desired organization of the processes of mixture formation and combustion with considering non-equilibrium of intra-cylinder processes. At the same time, the combustion equation of I. Vibe was considered as the heat release law. It was noted that the task of heat improving process lies in the selection of optimal values of the kinetic parameters of the equations of combustion, which to some extent minimize dissipative losses in intra-cylinder processes of the working cycle. However, the accuracy of the heat dissipation determining while heat transmission through the cylinder walls is limited because of insufficient knowledge of this process, largely due to its complexity and fleetingness. This is also due to the fact that the processes of heat dissipation and heat transmission in engines are non-equilibrium and the time is finite. Therefore, it is better to do the assessment of the degree of irreversibility of these processes on the basis of entropy analysis applying the principles of non-equilibrium thermodynamics. The use of the term "entropy" also allows us to introduce additional thermodynamic relationships in the scheme. The main objective is to establish the relationship between the entropy increase in a thermodynamic system and various irreversible processes taking place in it. This task is important because it sheds light on the sources of irreversibility in this process. Herewith, in the thermodynamic sense the optimal task of the process organization includes correct selection of temperatures, pressures of the working fluid and the heat transmission coefficients to achieve a minimum entropy production for a given intensity of heat flux inside cylinder.