Тепловые двигатели (кроме паровых машин и паровых турбин)

Курсовая работа по дисциплине «Теория трактора» предназначена для оценки тягово-скоростных и тягово-экономических показателей тракторов с целью последующего подбора отдельных типов и марок с.-х. машин и орудий по величине тягового усилия, а также разработки агротехнических требований к новым и модернизированным тракторам.

В учебном пособии изложены теоретические основы проектирования системы управления компрессором для обеспечения газодинамической устойчивости. Приведены методические рекомендации по проектированию системы управления компрессором за счет использования системы регулируемых направляющих аппаратов и клапана перепуска воздуха.

Формирование конструктивных схем ГТД и расчет осевых сил в турбокомпрессоре. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

В учебном пособии приведены основные подходы к моделированию теплового состояния крышек цилиндров поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Прочностное проектирование лопаток и дисков ГТД в конечно-элементном комплексе ANSYS. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

В методических указаниях рассмотрены принципы построения диаграммы режимов для теплофикационной турбины с одним регулируемым отбором. Даны пояснения по расчету уравнений основных линий диаграммы и их графическому построению.

Изложены основные сведения о колебаниях, методах расчета и пакетах прикладных программ для оценки динамического состояния роторов двигателей. Приведены методики расчетного и экспериментального определения собственных частот и форм крутильных колебаний для системы эквивалентного ротора (вала). В состав пособия включены методические рекомендации для проведения лабораторных исследований крутильных колебаний валов с использованием расчетов различных уровней.

Проведен анализ конструкции форсажных камер. Разработана методика создания компоновки форсажной камеры с газодинамическим расчетом и расчетом на прочность.

О теплопроводности различных веществ.

В целях выбора расчетных параметров степени радиальности при проектировании проточной части радиально-осевой турбины, работающей в составе импульсной системы наддува комбинированных двигателей, предлагается использовать оптимизационный алгоритм метода множителей Лагранжа в составе предложенного в более ранних работах авторов комплексного подхода, объединяющего положительные стороны существующих математических моделей и методов расчета турбины

В настоящем учебном пособии сделаны акценты методического характера на рассмотрении деталей и принципиальных моментов, возникающих при изучении основных понятий и соотношений технической термодинамики, понимание которых необходимо для правильного их использования в инженерной деятельности теплоэнергетика. При обосновании модели одномерной поточной системы, в том числе для течений Пуазейля и Куэтта, используется материал из курса гидрогазодинамики. Это позволяет продемонстрировать тесную связь между разными разделами теоретических основ теплотехники, описывающими процессы, протекающие в оборудовании энергоустановок. Рассмотрено применение основных соотношений технической термодинамики для различных видов энергоустановок и устройств, применяемых в теплотехнике.

Приведены методы расчета и проектирования турбин в составе современных и перспективных авиационных, стационарных, транспортных газотурбинных двигателей и комбинированных установок. Показаны методы оптимизации ступеней турбин и многоступенчатых турбин в целях получения максимального значения КПД в рамках заложенных ограничений по массе, размерам, числу ступеней в зависимости от места расположения турбины в составе газотурбинных двигателей. Рассмотрены методы определения потерь энергии и характеристик турбин в составе авиационных, энергетических, транспортных и комбинированных двигателей на различных режимах работы.

Рассмотрены физические процессы, теория и проектирование многоступенчатых газовых турбин газотурбинных двигателей и газотурбинных установок энергетического, транспортного и авиационного назначения, методы выбора их основных параметров и газодинамического расчета. Настоящее учебное пособие является второй частью полного издания учебного пособия по теории и проектированию газовых турбин. Первая часть пособия «Теория и проектирование ступени газовой турбины» выпущена в 2006 г. Издательством МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Рассмотрены вопросы расчета и проектирования воздушной системы охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин, конструктивные схемы охлаждаемых лопаток, способы подвода охлаждающего воздуха к лопаткам. Изложены методы расчета температурного поля лопаток турбины, особенности расчета каждой из них, иллюстрированные примерами расчета. Особое внимание уделено физической стороне процессов, протекающих в охлаждаемой конструкции, взаимосвязанным проблемам термодинамики, аэродинамики охлаждаемой турбины, а также вопросам экономической эффективности высокотемпературного газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной.

Ч. 1. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Рассмотрены способы рекуперации тепловых потерь мобильной компрессорной установки. Представлены возможные структурные схемы мобильных компрессорных установок с системой рекуперации тепловых потерь. Для каждого из рассмотренных вариантов выполнен термодинамический анализ энергетической эффективности; установлена её зависимость от основных режимных факторов, влияющих на работу установки. Приведены примеры решения задач и даны задачи для самостоятельного расчёта различных систем рекуперации тепловых потерь мобильной компрессорной установки.

В издании приведены методики расчета рабочего процесса (тепловой расчет) и построения теоретических эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания. Рассмотрен пример расчета.

После многолетнего проведения расчетных исследований радиально-осевой турбины турбокомпрессора ТКР-14 [1 – 14] представлен аналитический обзор методов расчета турбинной ступени на среднем радиусе. Авторы работы ставят цель дать рабочий инструмент по расчету и проектированию турбины, работающей в составе комбинированного двигателя

Практикум содержит необходимые теоретические сведения и методику расчётов современных двигателей внутреннего сгорания с впрыском лёгкого топлива. Приведён пример теплового расчёта рабочих процессов ДВС, показана методика построения индикаторной диаграммы и диаграммы теплового баланса.

Актуальность работы обусловлена недостаточной изученностью процессов маслоснабжения цилиндров четырехтактных поршневых двигателей с традиционным кривошипно-шатунным механизмом и комбинированной системой смазки. Цель исследования — получение экспериментальных данных о характере распределения моторного масла по окружности цилиндра двигателя внутреннего сгорания указанного типа.

Зависимость срока службы дымовых труб от влияния агрессивных высокотемпературных газовых потоков.

Приведены методика и результаты расчетного и натурного моделирования механических потерь в цилиндропоршневой группе ДВС. Проведенное сравнение значений этого показателя для малоразмерного дизеля, полученных различными методами при прочих равных условиях, доказывает адекватность принятых подходов к моделированию механических потерь.

Разобраны примеры создания твердотельных моделей основных деталей двигателей внутреннего сгорания. Для студентов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания».

Проектный расчет шнекоцентробежного насоса. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Представлены аппроксимирующие зависимости для расходного комплекса и показателя процесса расширения продуктов сгорания ряда твердых и гибридных топлив. В виде таблиц приведены результаты расчетов коэффициента тяги в пустоте и геометрической степени расширения сопла. Полученные данные позволяют оперативно определять основные параметры и характеристики ракетного двигателя для различных вариантов задания на проектирование ракетного двигателя.

Рассмотрен расчет критических частот ротора методом конечных элементов с использованием пакета ANSYS на основе объемной, оболочечной, гармонической и стержневой моделей. Даны индивидуальные задания для лабораторных работ. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

В работе предлагается использовать оптимизационный алгоритм метода неопределенных множителей Лагранжа в составе предложенного в более ранних работах авторов комплексного метода расчета, объединяющего положительные стороны существующих математических моделей и методов расчета турбины. Представлены характеристики турбин по КПД и по мощности в стационарном потоке.

Проектный расчет многоступенчатых осевых компрессоров и турбин авиационных ГТД с помощью программных комплексов KOMPRESSOR и TURBINA., Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Приведены условия домашних заданий, примеры их выполнения, а также необходимые теоретические сведения. Задания направлены на формирование у обучающихся навыков проведения расчетов напряженно-деформированного состояния и прочности лопаток и дисков турбин как в 2D-, так и в 3D-постановках. Дополнительно рассмотрено решение задачи конструктивно-прочностной оптимизации диска турбины.

Рассмотрены методы регулировки систем газораспределения и зажигания поршневого двигателя.

С помощью цифровой трассерной визуализации изучено затухание дальнего следа и его турбулентных пульсаций за двумя тонкими дисками одинакового диаметра D, ориентированными перпендикулярно набегающему потоку. Экспериментальное исследование выполнено в водяном канале (Re ≈ 2·105) при варьировании расстояния между дисками (Lх = 4−8D) и сдвига их осей между собой (0, 0,5D и 1D). Выяснилось, что дефицит скорости за двумя дисками слабо зависит от Lx, а при Lх > 40D для всех случаев становится неразличимым от уровня турбулентных пульсаций набегающего потока. Установлено, что затухание дефицита средней скорости и его турбулентных пульсаций в следе за тандемом дисков можно описать аналогичной аналитической зависимостью с показателем степени −2/3, как и для затухания следа за одиночным диском. Однако на одинаковом удалении вниз по потоку величина дефицита за двумя дисками существенно превышает соответствующее значение за одиночным диском. Пульсации скорости в дальнем следе за парой дисков также слабо зависят от продольного размера Lx, но в тоже время, в отличие от дефицита скорости их уровень не сильно отличается от уровня пульсаций за одиночным диском

Приведены сведения о материалах, используемых при изготовлении лопаток газотурбинных двигателей. Рассмотрены микроструктуры современных сплавов с ориентированной структурой: никелевых монокристаллических ЖС32 и ЖС40, эвтектического сплава типа ВКЛС, а также сплава на основе интерметаллида Ni3Al – ВКНА-1В. В лабораторной работе студенты изучают влияние химического состава, кристаллографического направления и термообработки на микроструктуру и свойства сплавов.

Актуальность работы связана с проблемой высоких механических потерь на трение в безнаддувных быстроходных малоцилиндровых четырехтактных поршневых дизелях. Цель исследования состоит в проверке эффективности применения опытного поршня с жесткой юбкой, по предварительным данным обеспечивающего снижение механических потерь в цилиндро-поршневой группе. Метод проверки заключался в сравнении контрольных показателей серийного и опытного поршней. В качестве контрольных показателей приняты: сила трения поршня в цилиндре и формируемые ее работой механические потери; температуры в характерных зонах поршня; температуры стенки цилиндра и моторного масла, обусловленные трением поршня; момент сопротивления прокручиванию коленчатого вала установки с поршнем в цилиндре. Сравнение проводилось как на основе моделирования, так и на основе экспериментов на макетной установке, выполненной на базе малоразмерного дизеля 1Ч 85/80 (ТМЗ-450Д). Объекты сравнения — серийный поршень указанного дизеля и опытный поршень с повышенной жесткостью юбки, что обеспечивается специальными ребрами жесткости, связывающими стенку юбки с бобышками поршня. Результаты моделирования показали преимущество опытного поршня перед серийным по признакам снижения: механических потерь на 4 %, износа юбки поршня на 33 %, температур центра камеры сгорания и верхней кромки днища поршня на 5 и 10 % соответственно. Экспериментальная проверка позволила установить, что опытный поршень при прочих равных условиях прокрутки без сжатия, сгорания и охлаждения обеспечил снижение момента сопротивления прокручиванию на 3 %, температур стенки цилиндра на 9 % и моторного масла на 6 %. Результаты сравнительного расчетного моделирования и эксперимента указывают на определенную перспективу замены серийного поршня на опытный, связанную с возможностью снижения температуры днища поршня и механических потерь

Расчет параметров надежности ответственных деталей авиационного ГТД. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Представлена последовательность выбора основных геометрических параметров, необходимых для решения задачи проектирования проточной части радиально-осевой турбины комбинированного двигателя на первом этапе комплексного метода расчета, предложенного авторами в более ранних статьях

Изложены результаты экспериментальных исследований разработанных молекулярных модификаторов углеводородного топлива, позволяющих уменьшить расходы углеводородного топлива и улучшить экологические и ресурсные характеристики энергетических установок морских и речных судов. Приводятся данные о стендовых и эксплуатационных испытаниях двигателей внутреннего сгорания на легком топливе и котельных агрегатов на тяжелом топливе с молекулярными модификаторами топлива. Показано, что на морских судах возможна существенная экономия дизельного топлива. Рассмотрены перспективы применения молекулярных модификаторов топлива в различных областях техники

Представлены результаты сравнительной оценки динамических параметров для двигателей внутреннего сгорания, выполненных по классической схеме с центральным кривошипно-шатунным механизмом и с кривошипно-шатунным механизмом со сдвоенными кинематическими связями, выполненном с использованием двух коленчатых валов. Расчеты проводились при определенных условиях и допущениях. Теоретические выкладки даны на основе приведенной расчетной схемы, имеют классический подход к определению значений, расчеты которых велись в программной среде MathCad по классическим и оригинальным зависимостям.

Проведен анализ используемых электронных блоков и обновление для контроля и регулирования топливной аппаратуры дизельных двигателей. Приведены сравнительные характеристики и требования ко вновь разработанному оборудованию.

Представлен анализ уравновешенности двигателей внутреннего сгорания, созданных на основе кривошипно-шатунного механизма со сдвоенными кинематическими связями, проведена оценка уравновешенности рядных двигателей внутреннего сгорания с двумя коленчатыми валами.

Развитие профессиональных компетенций студентов технических вузов (английский язык), Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

В первой части учебного пособия рассмотрены основные уравнения теории лопаточных машин для установившегося течения вязкого газа. Особое внимание уделено их применению в центробежных компрессорах газотурбинных двигателей.

Для усвоения основных положений теории и приобретения практических навыков в необходимом объёме учебное пособие содержит: краткое изложение определений и законов технической термодинамики; метод расчёта термодинамических процессов; рассмотрение характерных особенностей термодинамических циклов тепловых машин разного предназначения; требования и рекомендации для выполнения курсовой работы, а также пример одного из вариантов её выполнения.

Во второй части учебного пособия дано описание устройства, изложены принцип действия и элементарная теория воздухозаборных устройств прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД), приведены расчетные зависимости для их проектирования, а также указаны свойства и характеристики материалов, применяемых для их изготовления в настоящее время.

После многолетнего проведения расчетных исследований радиально-осевой турбины турбокомпрессора ТКР-14 представлен аналитический обзор пространственных методов расчета турбины. Дан рабочий инструмент по изучению структуры потока и проектированию проточной части турбины, работающей в составе комбинированного двигателя

В учебном издании рассмотрена методика проектирования, расчета и оценки технико-экономических показателей двигателей внутреннего сгорания.

Предлагается использовать в составе предложенной в более ранних статьях авторов комплексной модели расчета и проектирования метод ЦНИДИ, что позволит сделать оценку эффективности работы турбины в составе импульсной системы наддува комбинированного двигателя

Представлены аппроксимирующие зависимости для расходного комплекса ряда жидких топлив и показателя процесса расширения продуктов сгорания в сопле. В виде таблиц приведены результаты расчетов коэффициента тяги в пустоте и геометрической степени расширения сопла. Полученные данные позволяют оперативно определять основные параметры и характеристики ракетного двигателя (удельный импульс двигателя, расход топлива, размеры камеры ЖРД) для различных вариантов задания на проектирование ракетного двигателя.

Интервью профессора Алана Маршалла и профессора Евгения Николаевича Николаева о топливе будущего - топливе с управляемыми свойствами, т. е. с заданным энергосодержанием на единицу веса, заданной отдачей энергии и минимумом отходов.

Представлены основные соотношения метода конечных элементов в инкрементальной постановке расчета физически нелинейной задачи определения напряженно-деформированного состояния заготовки коленчатого вала в процессе обкатки галтелей. Остаточные напряжения в заготовке устанавливают с помощью упруго-пластической модели материала. Проведено сравнение результатов расчета напряженно-деформированного состояния с экспериментальными данными.

Проведен анализ выявленных неисправностей и отказов двигателей внутреннего сгорания семейства ЯМЗ-530 с начала выпуска по настоящее время. На основе полученных результатов с помощью специализированного программного продукта разработана интерактивная система поиска и устранения неисправностей. В зависимости от условий работать с данной системой можно с различных устройств: стационарного компьютера, ноутбука, планшетного компьютера и мобильного телефона. Успешная реализация проекта позволит сократить затраты на ремонт двигателей, повысить качество сервисного обслуживания и потребительские свойства продукции ОАО «Автодизель».