Введение к работе
Актуз.'ь-н хть работы. Работа посвящена исследованию зихрэзы.х устройств для снижения потерь з выхлопных каналах. В настоящее Бремя область применения аппаратов, реализующих вихревые движения газа. - зих-ревых устройств (ВУ), достаточно широка. Благодаря своим особенностям: простоте конструкции, небольшим размерам и массе, отсутствию движущихся частей, надежности, всгмозиоста осуществлять одновременно несколько процессов (охлаждение, нагревание, осушка. ..-чистка и т.д.) и использовать в качестєе рабочего тела практически любой газ или смесь газог -ВУ используотся в холодильной технике, авиа-, ракето- и машиностроении, нефтехимической и горнодобыЕав'лей промышленности и т.д.
Однако серьезным недостатком ВУ является относительно низкая эф
фективность, связанная с большой затратой энергии на сжатие рабочего
тела. Необходимо также отметить, что ВУ еще не доведены до оптимальных
показателей и их энергетические характеристики в дальнейшем могут быть
улучшены. -: ''.>'
Имеются широкие * экспериментальные исследования по поиску оптимальных параметров ВУ. однако их постановка обходится довольно дорого. Комбинируя экспериментальные и теоретические, методы исследования аэродинамики ВУ, применяя и совершенствуя физические и математические модели, можно значительно уменьшить продолжительность и сто"мость разработок. Таким образом, работы по определению оптимальных геометрических и режимных параметров, созданию математических моделей и методик расчета ВУ, актуальны и имеют большое народнохозяйственное значение. -.
Цель- и основные задачи работы. Теоретическое и экспериментальное исследования ВУ для снижения потерь в выхлопных.каналах для определения оптимальных конструктивных и режимных параметров этих устройств. Для этого необходимо теоретически исследовать -вихревое движение таза для получения максимального расхода и разработать математическую модель ВУ; составить методику расчета оптимальных геометрических размеров и параметров газа на выходе ВУ для увеличения расхода газа через зыхлопнои тракт; спроектировать ВУ для снилекия гидравлического сопротивления и увеличения расхода через выхлопной тракт двигателя внутренние сгорания (ЛЗС) и авиационного турбовального двигателя (ТВД); разработать экспериментальную установку и. провести исследование ВУ с делью увеличения расхода через выхлопной тракт.
Методы исследэгзния." -В работе использованы следующие методы: і) теоретические - аналитические методы решения дифференциальных урав-іений; современные методы программирования на ЭВМ; статистические мето-
.".; зїраоотки экспериментальных данных; б) . экспериментальные - современные методы планирования и проведения эксперимента при оптимизации многофакторных процессов.
Научная новизна. В результате исследований разработаны ВУ для снижения гидравлического сопротивления и увеличения расхода газа через выхлопной тракт ДВС и ТВД. новизна которых защищена свидетельством на полезную модель; предложена математическая модель подобного ВУ для снижения потерь в выхлопном канале; составлена методика расчета оптимальных геометрических размеров и параметров газа на выходе ВУ для увеличения расхода газа' через выхлопной ;тракт; разработана программа соответствующего инженерного'расчета на ЭВМ.
Практическая ценность работы. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны ЗУ для снижения потерь в .выхлопном тракте ДВС и ТВД. позволяющие повысить мощность. - снизить удельный расход топлива, и даны рекомендации, по их конструированию. Составленная методика расчета ВУ и разработанная программасоответсвующего инженерного расчета на ЭВМ позволяют определять оптимальные геометрические размеры и параметры газа на выходе из устройства.
Реализация результатов работы. . Результаты проведенных исследований, разработанные конструкции, рекомендации по ах проектированию, методика расчета оптимальных параметров ВУ и соответствующая программа инженерного расчета на ЭВМ.использованы и приняты в качестве рекомен-дационных материалов для проектирования и расчета подобных устройств АО "Омское моторостроительное конструкторское бюро" (г.Омск). Условный годовой экономический эффект от знедрекия результатов работы составил 50 млн. руб.
Полученные результаты могут оыть рекомендованы к использованию на предприятиях машиностроения, занимающихся разработкой, созданием и производством ДБС и авиационных двигателей, а также в учебном процессе при изучении отдельных разделив дисциплин "Аэрогазодинамика", "Авиационные двигатели" и "Пневмогидрссистема летательных аппаратов".
Результата практического использования работы и их реализация в промышленности подтверждены соответствующими документами.
Достоверность результатов работы обусловлена применением современных методов планирования и прозедешя эксперимента, статистических методов обработки экспериментальных данных. Предельная относительная погрешность однократного определения величин расхода и давлений составляет ± 3,42 % и t 1,4 X соответственно.
Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной ' научно-технической
конференции "Динамика систем, механизмов и машин" 1г. Омск,1995); на ї Международном форуме по тепломассообмену (г.Минск,1996): на Международной конференции '"Математические модели и численные методы механики сплошных сред" (г.Новосибирск. 1996); на Международной научно-технической конференции "Современные проблемы машиноведения' (г.Гомель.1996); на семинарах и заседаниях кафедр Омского государственного технического университета.
Публикации. По результатам исследований опубликованы 7 печатных работ, получено положительное решение о выдаче свидетельства на полезную модель.
Структура и. объем работы,. . Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений, "бщий объем составляет 213 с.. в. дм числе основного текста 138 с. 53 рис. и 6 табл. на39 с список литературы (119 наименований) на 12 с.: 2 приложения на 24 с;
