Тепловые двигатели (кроме паровых машин и паровых турбин)

Предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Тепломассообмен». Рассмотрены физические принципы работы и конструктивные особенности современных испарительно-конденсационных теплообменников, обладающих высокой теплопередающей способностью. Такие устройства используются в энергетических установках для управления тепловыми потоками, термостабилизации объектов различного назначения. Акцентировано внимание на построении новых принципиальных схем испарительно-конденсационных теплообменников, использующих: эксергетические ресурсы парового потока для интенсификации теплопереноса; влияние электромагнитных полей; массовых и центростремительных сил для достижения максимального теплопереноса.

Кинематика двигателей внутреннего сгорания и трансмиссий. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Обеспечение точности геометрических параметров при изготовлении деталей ГТД. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

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

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 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

Представлены теоретические и экспериментальные исследования возможных вариантов формирования крутящего момента в гибридных и комбинированных силовых агрегатах с улучшенными экономическими и экологическими показателями.

В методических указаниях изложена информация по общему устройству механизмов и систем двигателя внутреннего сгорания, их назначение и взаимодействие в рабочем процессе.

Приведены общие сведения и порядок выполнения холодной и горячей обкатки двигателей и проведения приемо-сдаточных испытаний. Описана методика проведения обкатки двигателя с использованием стенда обкаточного тормозного универсального КИ-5540М, модернизированного путем установки аппаратно-программного комплекса при ручном и автоматическом управлении процессом.

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)

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.

Рассмотрена методика расчета настроечных параметров стендовой установки и обработки результатов огневых стендовых испытаний по определению характеристик модельной камеры сгорания гидрореактивной установки. Освещены вопросы,связанные с особенностями гидрореактивных двигателей, а также рабочих процессов в их камере сгорания. Приведены методики проведения огневых стендовых испытаний, определения критического сечения сопла и настройки гидравлических характеристик магистралей с использованием ПЭВМ.

Пособие посвящено принципиальным вопросам конструктивного оформления газодинамических узлов автоматического оружия. Подробно рассмотрено большое количество конструкций газовых двигателей серийных образцов автоматического оружия. Даны рекомендации по применению тех или иных решений при проектировании.

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

В методических указаниях рассмотрены основные вопросы, связанные с выполнением домашнего задания по теме «Устойчивость линейных систем автоматического управления» (курс «Управление техническими системами»).

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.

Изложена методика определения конструкторских и технологических параметров цилиндрических оболочек баллонов давления, изготовляемых методом намотки из однонаправленных композиционных материалов. Результаты расчетов служат основой для разработки технологического процесса и управляющих программ намотки композитных корпусов двигателей или баллонов давления на станках с программным управлением.

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

Настоящее учебное пособие должно помочь студентам самостоятельно изучить рабочие процессы, конструкции и основы расчета автомобильных двигателей. При разработке пособия использовались материалы современных отечественных и зарубежных источников, анализировались новейшие достижения в области двигателестроения, представленные в отдельных патентах и на сайтах сети Интернет.

Моделирование колебаний, нагружения и деформирования элементов двигателя под действием газовых, центробежных и силовых нагрузок с использованием CAD/CAE пакетов. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Учебное пособие представляет собой конспект лекций по компьютерному конструированию основных узлов авиационных двигателей (АД) и энергетических установок (ЭУ). В пособии рассмотрены конструкция и проектирование опор и уплотнений с учетом их теплового состояния. Проанализированы редукторы АД, их кинематические схемы и рассмотрены элементы, обеспечивающие надежность и управление системы «винт-редуктор-двигатель». Проанализированы конструктивные методы снижения роторной вибрации. Описано проектирование систем регулируемых направляющих аппаратов и перепуска воздуха. Проанализированы системы управления радиальными зазорами в компрессоре и дана методика проектирования тепловой системы активного управления радиальными зазорами.

Тестовые задания предназначены для контроля и самоконтроля знаний студентов при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Тракторы и автомобили» (конструкция тракторов), составлены на основании требований ФГОС ВПО по направлению подготовки 110800 (35.03.06) «Агроинженерия» (квалификация (степень) «бакалавр») и др. нормативных документов.

Журнал "Теплоэнергетика", посвященный проблемам теплотехники и теплоэнергетики, является самым читаемым периодическим изданием в России. Англоязычная версия журнала под названием Thermal Engineering полностью идентична русской версии и выходит с ней одновременно. Журнал «Теплоэнергетика» и его переводная версия Thermal Engineering приравниваются к изданиям категории К1 Перечня рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук.

Журнал "Теплоэнергетика", посвященный проблемам теплотехники и теплоэнергетики, является самым читаемым периодическим изданием в России. Англоязычная версия журнала под названием Thermal Engineering полностью идентична русской версии и выходит с ней одновременно. Журнал «Теплоэнергетика» и его переводная версия Thermal Engineering приравниваются к изданиям категории К1 Перечня рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук.

О теплопроводности различных веществ.

Приведены две лабораторные работы, посвященные расчету характеристик рабочего процесса в камере ракетного двигателя на газообразных компонентах топлива (РДМТ) с использованием пакета Fortran Power Station, а также экспериментальному определению эффективности рабочего процесса в камере РДМТ на газообразных компонентах кислород + метан. Дано описание экспериментального стенда. Изложены методика проведения огневых стендовых испытаний РДМТ на газообразных компонентах топлива и методика обработки результатов таких испытаний. Представлен пример проведения сравнительного анализа результатов огневых стендовых испытаний с результатами численного моделирования рабочих процессов в камере РДМТ.

Освещены вопросы теории, технологии и оборудования для электрохимикомеханической безразборной обработки (ремонтное восстановление) прецизионных плунжерных пар топливных насосов. Раскрыт механизм химическо-гальванического наращивания изношенных поверхностей твёрдыми металлами с одновременной притиркой и устранением из-лишних гальваноэлементов. Рассмотрено оборудование, внедрённое в промышленное ремонтное производство топливных насосов дизельных двигателей.

Изложены основные положения расчёта подшипников качения на долговечность. Подготовлено на кафедре основ конструирования машин.

Учебное пособие содержит краткие сведения о расчетном исследовании рабочего процесса в ступени осевого компрессора с использованием современного CAD-программного комплекса Ansys CFX, основанного на решении уравнений Навье - Стокса. Подробно описаны процесс создания расчетной модели, создания сетки конечных элементов в автоматизированном режиме, наложение граничных условий, проведения расчета и обработки его результатов.

Приведены двадцать пять схем для выполнения домашней работы при изучении дисциплин «Инженерный анализ технологических машин и комплексов» и «Компьютерные технологии в химическом и нефтегазовом машиностроении, компрессорной и низкотемпературной технике».

Конструкция и техническая эксплуатация двигателя Д-36. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Рассмотрены вопросы технического обслуживания силовой установки БМП-2, а также представлен перечень горюче-смазочных материалов и специальных жидкостей, применяемых на БМП-2. Материал изложен в виде операционных карт.

Исследуется проблема повышения эффективности замкнутой системы охлаждения судовых энергетических установок в неопределенных условиях эксплуатации судна. Предложена методика расчета высокоэффективной замкнутой системы охлаждения. Показано, что наиболее приемлемым и перспективным методом повышения эффективности работы замкнутой системы охлаждения является создание у судовой обшивки со стороны забортной воды газожидкостной струи, условия формирования и воздействие на достигаемый теплоотвод которой зависят от угла наклона обшивки корпуса. По показателю энергетической эффективности системы наилучшим является расположение судовых обшивочных теплообменных аппаратов на участках судовой обшивки с углом наклона –30°. Показано, что для получения одних и тех же значений коэффициента теплоотдачи энергозатраты при формировании газожидкостных струй оказываются меньшими, чем при создании вынужденного потока однородной жидкости вдоль теплоотдающих поверхностей. В целях экономии энергии на обеспечение работы замкнутой системы охлаждения целесообразно создание систем автоматического управления. Отмечается, что наиболее перспективна система с комбинированным управлением

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

Рассмотрены расчетные и экспериментальные методы определения характеристик турбины, работающей на однофазном или двухфазном рабочем теле, лабораторный стенд и рабочий участок для испытаний турбины. Приведены описания программного комплекса и методики регистрации и обработки результатов экспериментов на ЭВМ.

Описывается современное состояние и направления развития инженерных двигателей: карбюраторных и инжекторных. Рассмотрена инжекторная система управления подачей топлива, ее состав и краткая характеристика достоинств и недостатков

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.

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

Перекладка или биение поршня возникает вследствие действия боковой силы в кривошипно-шатунном механизме и приводит к увеличению сил трения и ударных нагрузок в сопряжении с гильзой. В конечном итоге это влияет на работу двигателя, его шумность, вибрацию и вызывает интенсивное изнашивание юбки поршня. Поэтому исследование вопросов, связанных с повышением надежности двигателя транспортно-технологических машин, является актуальной задачей технической эксплуатации.Целью работы является повышение надежности двигателя транспортно-технологических машин путем снижения вибрации при его работе. В статье рассмотрен способ, позволяющий уменьшить ударные нагрузки в сопряжении поршень-цилиндр на малой частоте вращения коленчатого вала при максимальном вращающем моменте, что характерно для основных режимов двигателей транспортно-технологических и дорожно-строительных машина. Предлагается на режимах максимальных нагрузок при минимальной частоте вращения обеспечить величину суммарной силы при прохождении через верхнюю мертвую точку в конце такта сжатия равной нулю. Для того, чтобы сила давления газов в верхней мертвой точке была равной силе инерции поступательно движущихся масс, рекомендуется выполнить тюнинг двигателя по изменению фаз газораспределения на такте сжатия, т.е. увеличить угол запаздывания закрытия впускного клапана. Проведен расчет по определению угла запаздывания закрытия впускного клапана на примере двигателя ЯМЗ-65202.10. Для выполнения равенства силы давления газов и силы инерции в верхней мертвой точке найдена величина реальной степени сжатия двигателя, которая составила 12,5. Далее определѐн угол запаздывания закрытия впускного клапана для данного режима, который по расчету равен 540 поворота коленчатого вала после нижней мертвой точки. Расчетные данные могут являться исходными параметрами для калибровки программы, заложенной в электронный блок управления транспортно-технологической машины.

Важнейшими эксплуатационными характеристиками судовых двигателей внутреннего сгорания являются показатели надежности, топливной экономичности и экологической безопасности, зависящие от комплекса конструктивных и эксплуатационных факторов. Один из наиболее существенных факторов – качество дизельного топлива. Физические и химические свойства топлива влияют на процессы смесеобразования и сгорания в цилиндрах дизелей, полноту выгорания топлива, топливную экономичность, содержание вредных веществ в отработавших газах двигателя, ресурс топливоподающей аппаратуры и деталей цилиндропоршневой группы. Наиболее распространенным способом обеспечения требуемых свойств дизельного топлива является введение многофункциональных присадок. По результатам патентного поиска представлен обзор наиболее современных присадок к дизельному топливу, обеспечивающих улучшение смесеобразования и сгорания топлива, приведены сведения по химическому составу присадок, описан механизм их действия, влияние на способность к воспламенению и структуру топливовоздушной смеси. Указаны российские и зарубежные производители присадок к дизельному топливу. Испытания, проведенные на четырехтактных высокооборотных дизелях, позволили установить, что применение одной из таких присадок отечественного производства («NagroBoost») обеспечивает снижение удельного эффективного расхода топлива на 3–7 % и отсутствие увеличения вредных выбросов с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания при работе двигателя по нагрузочной и винтовой характеристикам. Сделан вывод о перспективности использования присадок такого типа с целью повышения топливной экономичности двигателей внутреннего сгорания. Даны рекомендации по проведению дальнейших исследований с целью внедрения присадки «NagroBoost» на водном транспорте

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

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 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.

Одной из актуальных проблем транспортной энергетики является удовлетворение требованиям, предъявляемым как к экологическим, так и к технико-экономическим показателям автомобильных двигателей. Поэтому для удовлетворения этим требованиям был предложен новый рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания и разработана новая конструкция электронно-управляемой форсунки двигателя. Одним из существенных требований, предъявляемых к разработанной конструкции электронно-управляемой форсунки, является высокое быстродействие. Поэтому целью настоящей работы является проведение исследований по повышению быстродействия форсунки. С помощью математического моделирования исследовано влияние различных конструктивных параметров на работоспособность и быстродействие форсунки. Приведены и проанализированы результаты численных исследований. В результате определены рациональные значения конструктивных параметров разработанной электронно-управляемой форсунки.

Рассматривается проблема повышения надежности подшипниковых узлов коленчатых валов среднеоборотных дизельных двигателей. Представлен анализ характера разрушений и отказов подшипников коленчатого вала. Предложены конструкторско-технологические решения, направленные на снижение температуры масла и повышение ресурса подшипников. Разработана математическая модель, позволяющая определить гидродинамическое давление и температуру в подшипниках скольжения коленчатого вала. Приведены результаты экспериментов и расчетов.

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».

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.

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.

Рассматриваются способы и результаты экспериментального исследования основных эксплуатационных показателей судового дизеля типа Ч 9,5/11 при его форсировании путём газотурбинного наддува. Определён комплекс внешних показателей двигателя при умеренной степени наддува. Установлены сравнительные температурные поля цилиндровой втулки и индикаторные диаграммы форсированного и дефорсированного вариантов двигателя. Приведены факторы, сдерживающие дальнейший рост уровня форсирования, намечены пути их нейтрализации. Работы выполнялись в совместной (Института физики Дагестанского научного центра РАН и Астраханского государственного технического университета) Лаборатории проблем моторной энергетики. Сотрудники Лаборатории форсировали тип серийного двигателя, который обладал наиболее низкими технико-экономическими показателями среди аналогичных машин. При этом были установлены нижние и верхние допустимые пределы форсирования, что позволит использовать существующие условия производства с минимумом конструкционных и технологических изменений

Кратко описано устройство и принципы действия новой электронной системы управления карбюраторным двигателем ВАЗ-2110. Система управления обеспечивает работу двигателя на газовом топливе и бензине. Применение разработанной системы значительно улучшает эксплутационные показатели автомобиля