Registered articles list

Procesy wymiany ciepła w silniku spalinowym w istotnym stopniu wpływają na jego moc efektywną, sprawność ogólną, trwałość i niezawodność oraz emisję toksycznych związków spalin. Przeprowadzono analizę wymiany ciepła w cylindrze dwusuwowego, długoskokowego silnika okrętowego. W przedstawionych badaniach wykorzystano obliczenia termodynamiczno-przepływowe CFD (Computational Fluid Dynamics) opisujące cykl pracy silnika w zmiennej w czasie, trójwymiarowej przestrzeni komory spalania oraz w objętości pod tłokiem. Zostały one udostępnione w okresie pracy badawczej autora w ośrodku konstrukcyjnym silników okrętowych „Wärtsilä” w Szwajcarii. W obliczeniach CFD wyznaczone zostały wszystkie niezbędne parametry termodynamiczne gazu opisujące przejmowanie ciepła między gazem i ściankami cylindra. Opracowano specjalistyczny program komputerowy do wyznaczania uśrednionych w cyklu pracy silnika rozkładów współczynnika przejmowania ciepła, temperatury gazu i gęstości strumienia ciepła wzdłuż tworzącej cylindra dla wybranych kątów na jego obwodzie. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie stosownych wykresów. Oprócz obliczeń CFD, wykorzystywano także uśrednione w przestrzeni cylindra ciśnienie i temperaturę gazu, uzyskane z konwencjonalnych obliczeń procesu pracy silnika. Służyły one do kontrolnego wyznaczania rozkładów wzdłuż tworzącej cylindra współczynnika przejmowania ciepła i temperatury gazu wg. znanych zależności empirycznych Woschniego, względnie Bulatiego. Zobrazowano także porównanie wspomnianych rozkładów uzyskanych z użyciem obliczeń CFD oraz formuł empirycznych. Przedstawione metody obliczeń mogą być wykorzystane do wyznaczania maksymalnych wartości temperatur i gradientów temperatury, a w konsekwencji naprężeń termicznych i odkształceń elementów komory spalania silnika, a w szczególności tulei cylindrowej.