Влияние частичном гомогенизации процесса сгорания на экологические показатели дизеля

2 / 15

Р.З. Кавтарадзе, И.А. Зиновьев
114 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4
Цель работы — исследование изменения локальных значений кинетической
энергии турбулентности, температуры и их влияния на локальные образования
оксидов азота и сажи в камере сгорания дизеля в случае базовой и альтернативных
характеристик топливоподачи, а также выявление возможности улучшения эколо-
гических показателей дизеля посредством многократного за цикл впрыскивания.
Математическая модель рабочего процесса поршневого двигателя. Мате-
матическая модель рабочего процесса дизеля основана на трехмерных уравне-
ниях нестационарного переноса: количества движения (Навье — Стокса), энер-
гии (Фурье — Кирхгофа), диффузии (Фика) и неразрывности. После стандарт-
ной процедуры усреднения по Фавру эти уравнения принимают соответственно
форму Рейнольдса [1–3]:
 
 
            
                       
     
   

     
  
 
    
 
  

      
     
 


__ __ ______
_____
2 ;
3
;
0,
; j R
j ij p j r r
j j j j
j i i k
i ij i j
i j j i k
j j
c j
j j
j
j
p W DW W W
G W W
D
q p DH T
x x x x x
W W G c T W W Q
DC CD C W m
D x x
x x
W
x
x
D x (1)
где    i j W W — тензор рейнольдсовых турбулентных напряжений, определенный по
пульсационным составляющим скорости;     
      
    
2
3
j i k
ij ij
j i k
WW W
x x x
— тензор
вязких (турбулентных) напряжений, определенный по осредненным значениям
компонентов скорости;   
_____
p j с T W — турбулентный перенос энтальпии посредством
флуктуации скорости;  j C W — турбулентный диффузионный перенос массы
компонента , l концентрацией l С посредством флуктуации скорости 
j W (в (1) ин-
декс l опущен). В уравнениях (1) используется правило суммирования по индексу
 ( , , 1, 2, 3), i j k повторяющемуся дважды. Кроме того, в (1) приняты следующие
обозначения: D /Dτ — субстанциональная производная; — плотность газа; p —
давление; i G — проекция вектора плотности объемных сил на ось Oxi прямоуголь-
ной декартовой системы координат; С — концентрация; H — полная удельная
энергия;  
  
 1 grad div
3
V W — член, выражающий объемную деформацию;
W

— вектор скорости газа; μ — динамическая вязкость; cp — теплоемкость при
постоянном давлении; w r — скорость химической реакции на единицу объема;
r Q — количество выделяемой теплоты на единицу массы;  — теплопроводность;
ij  — символ Кронекера; Dс — коэффициент диффузии;  m — интенсивность ис-