Математическая модель конденсационного процесса в цилиндре поршневого двигателя

Обоснование. В последние годы наблюдается тенденция подъёма активности к освоению заполярных территорий. Характерной особенностью Севера являются отрицательные температуры. Отрицательные температуры оказывают негативное воздействие на состояние поршневых двигателей наземного транспорта, мобильных, стационарных энергоустановок и средств малой механизации. Двигатель является наименее приспособленным агрегатом к применению в таких условиях. Существует цепочка негативных факторов, последовательно обеспечивающая связь между отрицательными температурами, в которых эксплуатируется техника, и состоянием механизмов и систем двигателей. Первичным звеном такой цепочки являются конденсационные процессы. Экспериментально доказано существование конденсационных процессов при работе двигателя на низкотемпературном режиме. Последний имеет место при прогреве в условиях отрицательных температур. Возникает вопрос: «Какое количество воды меняет агрегатное состояние в период прогрева»?

Целью работы. Разработка математической модели, позволяющей получать объективную информацию об активности конденсационных процессов, количестве воды, меняющей агрегатное состояние в период прогрева.

Материалы и методы. Выполнение поставленных задач осуществлялось на основе классических теорий, описывающих рабочие процессы отопительных котлов. Высокая трудоёмкость и значительные финансовые затраты при организации таких экспериментов требуют поиска новых методов исследований. Математическая модель позволяют решать задачу по определению массового количества воды конденсирующейся в цилиндре поршневого двигателя за период прогрева расчётным методом.

Результаты. Разработана математическая модель отличающаяся приспособленностью к поршневым двигателям и позволяющая итерационно, на основе разниц парциальных давлений и плотности потока массы водного конденсата определять массовое количество воды по смене агрегатного состояния за период прогрева.

Заключение. Присутствие воды оказывает негативное влияние на состояние поршневого двигателя. Информация о количестве воды конденсирующейся в цилиндре в период прогрева даёт импульс к продолжению исследований в области обводнения моторных масел, образования активных кислот, коррозионного изнашивания поверхностей деталей.