Для моделирования теплообмена при открытом клапане задаются
температура среды и коэффициент теплоотдачи (при закрытом клапане
принимается равным нулю), также усредненный за весь цикл.
Таким образом, на фаске клапана и на посадочной поверхности
седла задаются по два граничных условия (контактная пара и гранич-
ные условия III рода).
Такая схема расчета не требует проведения нескольких итераций
для определения согласованного поля температур. Распределение тем-
ператур в радиальном направлении клапана получается неосесимме-
тричным.
Граничные условия во впускных и выпускных каналах.
Су-
ществуют различные формулы для расчета теплообмена в каналах.
В работе [6] получены следующие формулы:
Nu
г
= 0
,
33
C
вх
h
Re
0
,
67
Pr
0
,
33
,
где
C
вх
h
= 0
,
2
. . .
1
,
2
— поправочный множитель для учета особенно-
стей конкретного двигателя (для выпускных каналов за период выпус-
ка);
Nu
г
= (
C
int
+
C
int.p
−
2)
·
0
,
0348
Re
0
,
8
,
где
C
int
— поправочный множитель для учета интенсивности теплооб-
мена во всей впускной системе,
C
int.p
— поправочный множитель для
учета интенсивности теплообмена во впускных каналах (для впускных
каналов за период впуска).
При закрытом клапане параметры теплообмена определяются есте-
ственной конвекций и колебаниями газа в канале:
Nu
вып
= 2
,
37
Fo
−
0
,
43
(11 + 0
,
00053
Gr
0
,
33
+ 0
,
00051
Re
0
,
8
)
.
Х. Цапфом были предложены формулы для вычисления параме-
тров теплообмена в канале черезчисло Рейнольдса и размеры клапана
[7]:
Nu
вып
= 2
,
58
Re
0
,
5
1
−
0
,
79
h
вып
d
вып
;
Nu
вп
= 2
,
14
Re
0
,
68
1
−
0
,
765
h
вп
d
вп
,
где
d
и
h
– диаметр и ход клапана.
Расчет ведется по параметрам рабочего тела, усредненным за ра-
бочий цикл.
Граничные условия на огневом днище крышки.
Для опреде-
ления среднего по поверхности значения коэффициента теплоотда-
чи может быть использована формула Вошни. При этом температура
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 4 97
