PZP (2011/2012) 3/1 Stanislav Beroun

Podobné dokumenty
Termodynamické základy ocelářských pochodů

V p-v diagramu je tento proces znázorněn hyperbolou spojující body obou stavů plynu, je to tzv. izoterma :

Způsob určení množství elektřiny z kombinované výroby vázané na výrobu tepelné energie

NÁVRH A OVĚŘENÍ BETONOVÉ OPŘENÉ PILOTY ZATÍŽENÉ V HLAVĚ KOMBINACÍ SIL

Aproximativní analytické řešení jednorozměrného proudění newtonské kapaliny

Základy teorie vozidel a vozidlových motorů

PRŮTOK PLYNU OTVOREM

Obr. V1.1: Schéma přenosu výkonu hnacího vozidla.

Stabilita prutu, desky a válce vzpěr (osová síla)

V následující tabulce jsou uvedeny jednotky pro objemový a hmotnostní průtok.

VLHKÝ VZDUCH STAVOVÉ VELIČINY

Výpo ty Výpo et hmotnostní koncentrace zne ující látky ,

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.

Termodynamika ideálního plynu

ZKOUŠENÍ A DIMENZOVÁNÍ CHLADICÍCH STROPŮ

Numerické výpočty proudění v kanále stálého průřezu při ucpání kanálu válcovou sondou

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 6

Povrchová vs. hloubková filtrace. Princip filtrace. Povrchová (koláčová) filtrace. Typy filtrů. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob

KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Přemysl Šedivý. 1 Základní pojmy 2

Fyzikální chemie. 1.2 Termodynamika

Nelineární model pneumatického pohonu

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

Výpočet svislé únosnosti osamělé piloty

Aleš Lalík Septima A 2003/04 SPALOVACÍ MOTORY SEMINÁRNÍ PRÁCE FYZIKÁLNÍ SEMINÁŘ

Výpočet svislé únosnosti osamělé piloty

7. Měření dutých objemů pomocí komprese plynu a určení Poissonovy konstanty vzduchu Úkol 1: Určete objem skleněné láhve s kohoutem kompresí plynu.

ÚSTAV ORGANICKÉ TECHNOLOGIE

PŘEPLŇOVÁNÍ PÍSTOVÝCH SPALOVACÍCH MOTORŮ

Výpočty za použití zákonů pro ideální plyn

Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob

Princip filtrace. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob. Tekutiny Doprava tekutin.

Oddělení technické elektrochemie, A037. LABORATORNÍ PRÁCE č.9 CYKLICKÁ VOLTAMETRIE

BH059 Tepelná technika budov Konzultace č. 2

OPTIMALIZACE PLÁŠTĚ BUDOV

Kvantová a statistická fyzika 2 (Termodynamika a statistická fyzika)

Pokud světlo prochází prostředím, pak v důsledku elektromagnetické interakce s částicemi obsaženými

ADC (ADS) AIR DATA COMPUTER ( AIR DATA SYSTEM ) Aerometrický počítač, Aerometrický systém. V současné době se používá DADC Digital Air data computer

7. VÝROBNÍ ČINNOST PODNIKU

Výsledky úloh. Obsah KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku

Směrová kalibrace pětiotvorové kuželové sondy

2.3.6 Práce plynu. Předpoklady: 2305

Teplovzdušné motory motory budoucnosti

Zkoušení a dimenzování chladicích stropů

Obecné informace. Oběhová čerpadla. Typový identifikační klíč. Výkonové křivky GRUNDFOS ALPHA+ GRUNDFOS ALPHA+ Oběhová čerpadla.

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška B8. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Předpjatý beton Přednáška 6

Tab. 1 Nominální vlastnosti požárně ochranných materiálů, viz [4] Hustota

7 Usazování. I Základní vztahy a definice. Lenka Schreiberová, Pavlína Basařová

Univerzita Pardubice FAKULTA CHEMICKO TECHNOLOGICKÁ

Způsobilost. Data a parametry. Menu: QCExpert Způsobilost

11. TUHOST TECHNOLOGICKÉ SOUSTAVY A PŘESNOST A KVALITA OBROBENÉHO POVRCHU

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ

11. Tepelné děje v plynech

Kotel na spalování výpalků lihovarů

7 Usazování. I Základní vztahy a definice. ρ p a ρ - hustoty částice a prostředí, g - gravitační zrychlení, υ - okamžitá rychlost částice

4 Ztráty tlaku v trubce s výplní

CVIČENÍ 4 - PROVOZNÍ STAVY VZDUCHOTECHNICKÉ JEDNOTKY

Národní informační středisko pro podporu jakosti

TERMIKA VIII. Joule uv a Thompson uv pokus pro reálné plyny

TERMOMECHANIKA 4. První zákon termodynamiky

můžeme toto číslo považovat za pravděpodobnost jevu A.

Řešený příklad: Požární návrh chráněného sloupu průřezu HEB vystaveného parametrické teplotní křivce

Mechanická účinnost PSM

Teplota a nultý zákon termodynamiky

Úloha č.1: Stanovení Jouleova-Thomsonova koeficientu reálného plynu - statistické zpracování dat

CVIČENÍ Z ELEKTRONIKY

KLUZNÁ LOŽISKA. p s. Maximální měrný tlak p Max (MPa) Střední měrný tlak p s (Mpa) Obvodová rychlost v (m/s) Součin p s a v. v 60

ší ší šířen ší ší ení Modelování Klasifikace modelů podle formy podobnosti Sestavení fyzikálního modelu

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 8

T8OOV 03 STANOVENÍ PLYNNÝCH EMISÍ ORGANICKÝCH ROZPOUŠTĚDEL V ODPADNÍM VZDUCHU

ze dne 2016, Nejlepší dostupné technologie v oblasti zneškodňování odpadních vod a podmínky jejich použití

Předpjatý beton Přednáška 12

Termodynamika pro +EE1 a PEE

Analytická metoda aneb Využití vektorů v geometrii

HYDROPNEUMATICKÝ VAKOVÝ AKUMULÁTOR

PARALELNÍ PROCESY A PROGRAMOVÁNÍ

Hmotnostní tok výfukových plynů turbinou, charakteristika turbiny

STYČNÍKY ZA POŽÁRNÍ SITUACE

PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ 7

1 Zatížení konstrukcí teplotou

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ APLIKOVANÁ FYZIKA MODUL 1 STAVOVÉ VELIČINY TERMODYNAMICKÝCH SOUSTAV

KATEDRA VOZIDEL A MOTORŮ. Skutečné oběhy PSM #6/14. Karel Páv

2.6.7 Fázový diagram. Předpoklady: Popiš děje zakreslené v diagramu křivky syté páry. Za jakých podmínek mohou proběhnout?

Elektrárny A1M15ENY. přednáška č. 8. Jan Špetlík. Katedra elektroenergetiky, Fakulta elektrotechniky ČVUT, Technická 2, Praha 6

Metody s latentními proměnnými a klasifikační metody

PROCESY V TECHNICE BUDOV 11

Výpočtové nadstavby pro CAD

Řetězy Vysokovýkonné IWIS DIN 8187


MĚŘENÍ VÝKONU V SOUSTAVĚ MĚNIČ - MOTOR. Petr BERNAT VŠB - TU Ostrava, katedra elektrických strojů a přístrojů

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014

Obr. 1: Řez masivním průřezem z RD zasaženým účinkům požáru

Posouzení za požární situace

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje

Hodnocení tepelné bilance a evapotranspirace travního porostu metodou Bowenova poměru návod do praktika z produkční ekologie PřF JU

Stavová rovnice. Ve stavu termodynamické rovnováhy termodynamicky homogenní soustavy jsou všechny vnitřní parametry Y i

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

3.2 Metody s latentními proměnnými a klasifikační metody

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

Transkript:

PZP (0/0) 3/ tanislav Beroun

Výměna tela mezi nální válce a stěnami, telotní zatížení vybraných dílů PM elo, které se odvádí z nálně válce, se ředává stěnám ve válci řevážně řestuem, u vznětových motorů ři hoření uhlíku otom v malé míře i sáláním: následně ostuuje toto telo vedením do chladnějších artií jednotlivých dílů motoru odkud je dalším sdílením (řestuem, sáláním) řiváděno do chladicího média a okolí motoru. elo vysálané, dokonale černým tělesem je odle tefan-boltzmanova zákona vyjádřeno vztahem: 00 Q C C, kde C konstanta sálání absolutně černého tělesa 0,76 kj /m h. sálající locha. telota tělesa Pro racovní rostor salovacích motorů je možno oužít uvedeného vztahu, známe-li konstantu skutečného sálání mezi nální válce a stěnou válce. Potom je množství tela odvedeného sáláním dáno rovnicí: Ve výočtech teelných ztrát z nálně válce PM do stěn se ztráty sáláním většinou neuvažují. 00-00 Množství tela ředané řestuem (konvekcí) tela ve válci motoru chlazeným stěnám (válce, ístu, hlavě válců) je otom dáno známou rovnicí (Newton): oučinitel řestuu tela P závisí na řadě arametrů, ředevším ale na stavu nálně válce (mechanizmus řestuu tela z hlediska kinetické teorie lynů, vliv tlaku, teloty a rychlosti roudění v blízkosti telosměnné lochy). PZP (0/0) 3/ tanislav Beroun Q Q

V roce 939 odvodil Eichelberg vztah ro velikost součinitele řestuu tela ve tvaru: 3, Měření, na jejichž odkladě byl stanoven tento vztah, byla rováděna na dvoudobém motoru: Eichelbergův vztah se stále oužívá a v jednotkách I soustavy je jeho tvar 3,85 Z n W m K V 60. letech 0. století byly ublikovány další ráce Pflauma a Woschniho: součinitel řestuu tela byl stanoven na základě odobnostních čísel, řičemž řešení vycházelo z oisu řestuu tela v trubce s turbulentním rouděním. Nusseltovo odobnostní kriterium ro trubku, v níž robíhá turbulentní roudění, se uvádí vztahem: 0, 05 Pro dvouatomové lyny se mění Prandtlovo odobnostní číslo v závislosti na tlaku a telotě jen velmi málo, a roto je ři odvozování vztahů ro řestu tela v motorech ovažováno za konstantní, s hodnotou 0,7. Pro motory se otom ředokládá d/l = 0,8. Dosazením do ředcházející rovnice za oměr úravě vztah ro Nusseltovo číslo ve tvaru: C d N u f Re Pr d,, l N u d l R e N R P 0, 786 0, 5 u 0, 036 e r. Zm min c d Pr d l 0 8 n MPa c K, a za hodnotu Pr = 0,7 obdržíme o 0,786 Nu konst Re PZP (0/0) 3/3 tanislav Beroun

Vztah ro Nusseltovo číslo lze rozesáním uravit do tvaru: alfa [W/m.K] 3000 500 000 500 000 500 0 Nu konst konstc d 0,786 0, 0,786 0,786 0,786 s 0, 78, 0, 0003 0, 58 0 Okamžitou hodnotu součinitele řestuu tela otom určuje vztah D/Z = 30/50 n = 000 /min e ~ 0.8 MPa 0,786 0,786 0,786 c d c d Re konst konst 0 70 300 330 360 390 0 50 80 úhel [ ] LPG Diesel CNG PZP (0/0) 3/ tanislav Beroun K,8 0, 308 k c 0 6 7 s 0,786 0, 0, 55 n 79 K ( n ) d ( n ) Funkční závislost součinitele řestuu tela na stavových veličinách nálně válce (a zejména její hustotě) rozhoduje o nižších hodnotách součinitelů řestuu tela u zážehových motorů. ato závislost vysvětluje, roč i ři zvýšených telotách nálně válce u zážehových motorů nedochází v zážehových motorech k významnějšímu zvýšení středních telot dílů ve válci motoru.

Autorem nejnovějšího (990) emirického vztahu ro určení součinitele řestuu tela je Bargende, který určuje hodnotu součinitele řestuu tela odle stuně vyhoření nálně válce (tzv. dvouzónový model): 0,073 0,78 0,77 0, 78 stěn 57,5 V w Ekvivalent rychlosti rozvíření je stanoven ro oblast telotní mezní vrstvy omocí stěnové funkce se seciálním modelem turbulence: w 8 k 3 c s Vliv stuně vyhoření vyjadřuje součinitel A B A x hoř sal sal stěn stěn B x hoř sm sm stěn stěn Bargendeho řešením došlo k výraznému zvýšení hodnot součinitelů řestuu tela ředevším v oblasti za HÚ ři hoření směsi, kde jsou velikosti součinitelů řestuu tela odle Bargendeho x až 3x vyšší než v říadě výočtu odle jiných emirických vztahů. PZP (0/0) 3/5 tanislav Beroun

6000 oučinitel řestuu tela, k=300 [m /s ] [W/m K] 5000 000 3000 000 Bargende Eichelberg Woschni Výrazně vyšší hodnoty součinitele odle Bargendeho mají vliv na zvýšený řestu tela do stěn v blízkosti HÚ, na celkové teelné ztrátě se rojeví až ři vysoké měrné energii turbulence v nálni válce. 000 0 0 5 90 35 80 5 70 35 360 05 50 95 50 585 630 675 70 Odvedené telo stěnami, k=300 [m /s ] 3 W [J/ ],5,5 0,5 Bargende Eichelberg Woschni oučasné exerimentální a výočtové nástroje umožňují rovádět termodynamické výočty s relativně velkou řesností oisu dějů ve válcové jednotce: ředokladem dosažení solehlivých výsledků řešení je kombinace obou metod, ostavená na důsledné verifikaci vstuních dat a okrajových odmínek. 0 0 5 90 35 80 5 70 35 360 05 50 95 50 585 630 675 70-0,5 PZP (0/0) 3/6 tanislav Beroun

Určujícími arametry ro řestu tela mezi nální válce a stěnami jsou telota nálně válce a součinitel řestuu tela, množství tela které do stěn řestouí je otom dále určeno velikostí telosměnné lochy a telotou stěny. Povrchová telota dílu, do kterého řestuuje telo z rostředí s roměnlivou telotou je rovněž roměnlivá. Pokud by telota měla harmonický růběh s amlitudou, otom závislost amlitudy ovrchové teloty na roměnlivosti teloty nálně válce (ro určitou harmonickou složku) vyjadřuje vztah n a a telotní vodivost materiálu [m/s] c + xn x v an t = konst. x Časová a místní roměnlivost teloty v materiálu je jenom do určité hloubky od ovrchem stěny (ze strany zdroje tela): tato hloubka je tím větší, čím menší je frekvence n. harmonického růběhu telotní amlitudy. - v a n x r f f a c b, f konst Q k 70KH 0 0 KH d Q i V růběhu jednoho racovního oběhu motoru se všechny arametry, ovlivňující řestu tela mezi nální válce a stěnami ve válcové jednotce mění v závislosti na oloze klikového hřídele (na fázi racovního oběhu, ři teelně-technických výočtech se v ustáleném rovozním režimu ovažuje telota v určitém místě stěny za konstantní (na ovrchu stěny je však telotní ole s rozdílnými telotami). PZP (0/0) 3/7 tanislav Beroun 70 KH i0 KH

Pomocí modelování racovního oběhu motoru (zravidla v kvazistatické odobě), založeném na oisu (výočtové simulaci) jednotlivých dějů ve válci motoru a vycházejícím z oznaných zákonitostí odle termodynamické analýzy změřených indikátorových diagramů (zákon hoření), lze s dostatečnou řesností zjistit růběh teloty i růběhy všech dalších arametrů, otřebných ro kalkulaci ředaného tela Q (jak v jeho časovém růběhu, tak v celkové velikosti). Při výočtovém modelování racovního oběhu se zjednodušeně ředokládá homogenní telotní ole (v nálni válce). Vstuní veličinou ro výočet je i odhad střední teloty stěn ve válci motoru: zadává se buď odhad střední teloty, solečný ro všechny telosměnné lochy (stěn) ve válci motoru, nebo odděleně jako různé střední teloty ro stěny hlavy válce, vložky válce a čelo ístu (vč. ří. salovacího rostoru v ístu). Pravděodobnou střední ovrchovou telotu určitého dílu motoru (event. jeho části) určíme za ředokladu (zjednodušujícího) jednorozměrného toku tela uvažovanou součástí, kterou ro tento výočet rovněž zjednodušíme - nař. hlavu válce nahradíme lnou deskou (ze stejného materiálu jako je vyrobena hlava válce) o stálé tloušťce (odovídající střední tloušťce sodní desky hlavy válce). 3 H H Q H chladicí medium deska hlavy válce válec (telota nálně válce) Přestu tela z nálně válce do stěny hlavy válce QH je v růběhu racovního oběhu časově roměnlivý, vedení tela deskou hlavy válce a řestu tela z desky hlavy válce do chladicího media lze ale ovažovat za časově ustálené toky. Q Q H H o H 3 H 3 o H H QH o Pozn.: výraz v hrané závorce ředstavuje tzv. střední teelný odor ro odvod tela z říslušného dílu (event. jeho vybrané artie). Dnešní možnosti výočetní techniky (W i HW) oskytují téměř detailní ohled na rozložení telot, telotních deformací i najatosti v telotně zatížených dílech ístového motoru. rávnost takových řešení je řitom závislá na důvěryhodnosti vstuních údajů o zdroji telotního zatížení a na oisu okrajových odmínek i ochoení významných souvislostí, daných strukturálním a konstrukčním usořádáním ístového salovacího motoru. PZP (0/0) 3/8 tanislav Beroun

00 00 300 t C t vnější t vnitřní t C 360 30 80 00 00 t C elotní ole urostřed tlouštky (výšky) základové desky hlavy válců (horní část nákresu -a) a telotní sád v základové desce hlavy válců (dolní část nákresu -b) řelňovaného naftového motoru odle výočtu MKP: údaj v rámečku je výsledek římého měření teloty v daném místě. PZP (0/0) 3/9 tanislav Beroun

elotní ole a deformace růměru ístu dle Eichelberga dle Woschniho PZP (0/0) 3/0 tanislav Beroun