Рис. 3. Сравнение индикаторных диаграмм авиационного двигателя, полу-
ченных врезультате 3-мерного (
1
) и 0-мерного (
2
) рабочих процессовпри
N
e
= 41
,
7
кВт,
n
= 5800
мин
−
1
ка (4) коэффициент теплоотдачи можно определить из закона Ньютона
для конвективного теплообмена.
Верификация используемыхмоделей — CFD-модели (см. табли-
цу) и модели сгорания (3) — осуществляется на основе индикаторной
диаграммы двигателя (рис. 3), изображающей изменение давления в
цилиндре двигателя.
Отметим, что особенностью модели Магнуссена–Хартагера (3)
является то, что эмпирические коэффициенты
B
и
C
, учитывающие
влияние турбулентности и параметров топлива на скорость химиче-
ской реакции, в каждом конкретном случае требуют определения на
основе экспериментальныхданных. В случае отсутствия эксперимен-
тальной индикаторной диаграммы расчет изменения давления целесо-
образно проводить с применением однозонных0-мерныхмоделей ра-
бочего процесса [10]. Эти модели, предназначенные, прежде всего, для
расчета эффективныхпоказателей двигателя, хорошо апробированы,
дают надежные результаты и могут быть применены для верификации
используемыхCFD-кодов и моделей турбулентного горения. На рис. 3
приведены результаты сравнения расчетов, выполненныхс примене-
нием однозонной модели, разработанной в МГТУ им. Н.Э. Баумана и
реализованной в программе NKIU, и 3D-CFD-модели, реализованной
в программе FIRE [5]. В данном случае погрешность в определе-
нии максимального мгновенного давления цикла составила 0,3%, а
погрешность в определении угла п.к.в., соответствующего этому да-
влению, не превышает 1
◦
, что вполне допустимо. Такое согласование
индикаторныхдиаграмм обеспечивается значениями коэффициентов
уравнения (3)
B
= 26
,
0
и
C
= 0
,
5
. Цикловая подача топлива и угол
опережения зажигания в данном примере составляют соответственно
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2010. № 1 29
