Рис. 7. Распределения коэффициентовтеплоотдачи по поверхности огнево-
го днища поршня авиационного двигателя (режим работы
N
e
= 41
,
7
кВт,
n
= 5800
мин
−
1
)
при разных углах п.к.в.:
а
—
ϕ
= 340
◦
,
б
—
ϕ
= 375
◦
после подачи искры свечой зажигания прошло время, соответствую-
щее
Δ
ϕ
= 3
◦
. К этому моменту повышение температуры заметно в
центральныхчастяхдиаметральныхсечений
1
и
2
(рис. 6,
а, в
), т.е.
в области расположения свечи зажигания. Угол п.к.в.
ϕ
= 375
◦
со-
ответствует моменту времени развитого сгорания и характеризуется
высокими локальными температурами до 3000
◦
С (рис. 6,
б, г, е
).
Распределения тепловыхнагрузок (локальныхкоэффициентов те-
плоотдачи) на поверхности огневого днища поршня для различных мо-
ментов рабочего процесса приведены на рис. 7. Хорошо заметно, что
на вытеснитель действуют значительно б ´oльшие тепловые нагрузки,
чем на периферийную часть поршня. Также заметна интенсификация
теплообмена на кромкахвытеснителя и выточек в период развитого
сгорания (рис. 7,
б
), что объясняется повышением турбулентности вы-
сокотемпературного газа, а также характером его движения (рис. 5,
б,
г, в
) в пристеночной области.
Изменение коэффициента теплоотдачи
α
в зависимости от угла
п.к.в. в точке III на периферийной части огневого днища поршня
(рис. 8) имеет вид, типичный для поршневыхдвигателей [11], и ха-
рактеризуется одним максимумом. В центральной части (точка I), а
также на кромке вытеснителя (точка II) такихмаксимумов два — до и
после верхней мертвой токи. При этом в точке I значения этих мак-
симумов довольно близки друг с другом, а на кромке вытеснителя
(точка II) — существенно различаются.
Кроме того, на кромке вытеснителя были зафиксированы макси-
мальные (для данного цикла) значения
α
. Такой характер изменения
коэффициента теплоотдачи обусловлен полями скоростей, а также из-
менением направления потока газа после прохождения поршнем верх-
ней мертвой точки (см. рис. 5).
32 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2010. № 1
