СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ОДНОРОДНОСТИ ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ТРАНСПОРТНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Повышение однородности газовоздушной смеси в газовых транспортных двигателях позволяет обеспечить более полное сгорание топлива, снизить его удельный эффективный расход и токсичность отработавших газов. Известны способы повышения однородности, однако нет обобщения их принципов и применимости для различных двигателей. В статье проведен анализ существующих способов, выявлены их недостатки. Разработан способ повышения однородности газововоздушной смеси в газовых транспортных двигателях через управление положением струи газового топлива в потоке поступающего воздуха. Описана зависимость для управления положением струи газа в потоке воздуха. Проанализированы результаты экспериментов, выполненные средствами компьютерного моделирования, при центральной и распределённой подаче газа с различным давлением газа и воздуха. При проведении экспериментов определялся коэффициент однородности газововоздушной смеси. Отдельно оценивается глубина проникновения струи газового топлива в поток поступающего воздуха. На основании результатов моделирования была обоснована действенность способа.

Цель – разработка способа повышения однородности газовоздушной смеси в транспортных двигателях внутреннего сгорания.

Метод или методология проведения работы. В работе применялось моделирование движения струи метана в потоке воздуха методом конечных элементов.

Результаты. Сформулирован и обоснован способ повышения однородности газовоздушной смеси при использовании впускного давления газа как основного изменяемого параметра.

Область применения результатов. Полученные результаты целесообразно применять для повышения экономичности и экологичности газовых транспортных двигателей.

Об авторах

Алексей Леонидович Пенкин

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: apenkin1@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1612-7906
SPIN-код: 6624-1440
ResearcherId: ABA-7855-2021

доцент кафедры «Технической эксплуатации транспортных средств, кандидат технических наук

 

Россия, ул. 2-я Красноармейская, 4, г. Санкт-Петербург, 190005, Российская Федерация

Софья Александровна Метлякова

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Email: halbertfly@yandex.ru
SPIN-код: 5465-7254

аспирант 1-го курса кафедры «Технической эксплуатации транспортных средств»

 

Россия, ул. 2-я Красноармейская, 4, г. Санкт-Петербург, 190005, Российская Федерация

Список литературы

  1. Батурин В.В. Воздушные завесы / В.В. Батурин, И.А. Шепелев // «Отопление и вентиляция». 1936. № 5.
  2. Безменов В.Я. Нестационарные течения в ударной трубе переменного сечения / В. Я. Безменов. Москва : Бюро науч. информации ЦАГИ, 1959. 37 с.
  3. Варганов И.С. О кривизне оси струи в сносящем потоке / И.С. Варганов ; Киевское высш. инж. авиац. воен. училище ВВС. – Киев : [б. и.], 1964. 10 с.
  4. Волынский М.С. О форме струи жидкости в газовом потоке / М.С. Волынский. М. : Оборонгиз, 1958. 16 с.
  5. Гиршович Т.А. Турбулентные струи в поперечном потоке / Т.А. Гиршович. М. : Машиностроение, 1993. 251 с.
  6. Данилов Ю. М. Оценка эффективности перемешивания жидких компонентов в малогабаритных трубчатых турбулентных аппаратах / Ю.М. Данилов, А.Г. Мухаметзянова, Р.Я. Дебердеев [и др.] // Теоретические основы химической технологии. 2011. том 45. № 1. C. 81-84.
  7. Иванов Ю.В. Уравнение траекторий струй острого дутья / Иванов Ю.В. // Котло-турбостроение. 1952. №8.
  8. Мухаметзянова А.Г. Методы вычислительной гидродинамики при оценке эффективности статических смесителей насадочного типа / А.Г. Мухаметзянова, К.А. Алексеев // Математические методы в технике и технологиях. ММТТ. 2019. Т. 10. С. 9–11.
  9. Патент № 2731558 Российская Федерация, МПК F02B 43/02 (2006.01), F02B 43/04 (2006.01), F02B 43/06 (2006.01), F02B 43/12 (2006.01), F02D 19/02 (2006.01), F02M 21/02 (2006.01). Способ подачи газового топлива в двигатель внутреннего сгорания : № 2019137447 : заявл. 20.01.2019 : опубл. 04.09.2020 / Шишков Владимир Александрович ; Заявитель Шишков Владимир Александрович.
  10. Теория турбулентных струй / Г.Н. Абрамович, Т.А. Гиршович, С.Ю. Крашенинников [и др.] ; под ред. Г. Н. Абрамовича. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Наука, 1984. 716 с.
  11. Фарахов, Т.М. Оценка эффективности статических смесителей насадочного типа / Т.М. Фарахов, А.Г. Лаптев // Вестник казанского государственного энергетического университета. 2011. № 4. С. 20-24.
  12. Форма струи в сносящем потоке / Я.М. Визель, И.Л. Мостинский. – М. : [б. и.], 1964. 74 с.
  13. Ховах М.С. Автомобильные двигатели : Теория, расчет и конструкция двигателей внутреннего сгорания : [Учебник для автомоб.-дор. техникумов] / М.С. Ховах, Г.С. Маслов. 2-е изд., перераб. и доп. Москва : Машиностроение, 1971. 456 с.
  14. Чаусов Ф.Ф. Отечественные статические смесители для непрерывного смешивания жидкостей / Ф.Ф. Чаусов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2009. № 3. С. 11-14.
  15. Шандоров Г.С. Истечение из канала в неподвижную и движущуюся среду/ Г.С. Шандоров // ЖТФ. 1957. Т. 27. № 1. C. 92-108.
  16. Шепелев И.А. Основы расчета воздушных завес, приточных струй и пористых фильтров / И. А. Шепелев.М. : Стройиздат, 1950.
  17. Al-Sulttani A.O. A Computational Fluid Dynamics Study to Optimize the Orientation of the Syngas Injector for Reducing Environmental Pollution and Performance Improvement of a Bi Engine. International Journal of Mechanical & Mechatronics Engineering, 2020, Vol. 20, № 05, pp. 164-174.
  18. Jemni M.A., Kantchev G., Abid M.S. Intake manifold design effect on air fuel mixing and flow for an LPG heavy duty engine. International journal of energy and environment, 2012,vol. 3,issue 1,pp. 61-72.
  19. Mahmood H., Adam N., Sahari B., Masuri S.U. Design of Compressed Natural Gas-Air Mixer for Dual Fuel Engine Using Three-Dimensional Computational Fluid Dynamics Modeling. Journal of Computational and Theoretical Nanoscience, 2017, vol. 14, pp.1-18. doi: 10.1166/jctn.2017.6605.
  20. Muhssen H.S., Masuri S.U., Sahari B., Hairuddin A.A. Computational Fluid Dynamics Investigation of Air-Gas Pre-Mixing Controller Mixer Designed for CNG-Diesel Dual-Fuel Engines. CFD letters, 2019, vol. 11, issue 6, pp. 47-62.
  21. Noor M.M., Kadirgama K., Devarajan R., Rejab R., Nik Mohamed, N., Yusaf T.F. Development of A High Pressure Compressed Natural Gas Mixer for A 1.5 Litre CNG-Diesel Dual Engine. Paper presented at the National Conference on Design and Concurrent Engineering,2008,28-29 Oct., Melaka. pp. 435-438.
  22. Patent № 2017089042 World Intellectual Property Organization, IPC F02B31/00, F02M21/02, F02M21/04, F02M35/10. «Inlet channel device» : priority data 27.11.2015 : publication date 01.06.2017 / Kristen Marcus, Schmid Reinhard, Redlich Alexander, Magel Hans-Christoph; Applicant Bosch GMBH Robert. – 18 p.
  23. Supee A., Mohsin R., Majid Z., Raiz M. Effects of Compressed Natural Gas (CNG) Injector Position on Intake Manifold towards Diesel-CNG Dual Fuel (DDF) Engine Performance. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering), 2014, 70:1, pp.107-115. doi: 10.11113/jt.v70.2292.
  24. Yusaf T.F., Baker, P., Hamawand I., Noor M.M. Effect of compressed natural gas mixing on the engine performance and emissions. International Journal of Automotive and Mechanical Engineering (IJAME), 2014, volume 8, pp. 1416-1429.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Пенкин А.Л., Метлякова С.А., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».