Учебный портал Web-local web-local

Дисциплина " Физико-химические основы рабочего процесса ДВС "

О дисциплине

 Физико-химические основы рабочих процессов ДВС

Второй семестр первого гора обучения в магистратуре

Краткое содержание дисциплины. Данный курс посвящен актуальной задаче исследования возможностей снижения потребления топлив (ресурсосбережения), получаемых из ископаемых, не восстанавливаемых природных ресурсов, и снижению выбросов токсичных компонентов с отработавшими газами ДВС, за счет применения альтернативных моторных топлив, получаемых из возобновляемых источников

Кредитная стоимость дисциплины. Лекции + лабораторные работы = 4 кредита.

Цель. Курс посвящен ознакомлению и подготовке будущих специалистов к самостоятельной педагогической, научно – исследовательской и практической деятельности в области в области энергомашиностроения с возможностью, особенностями и перспективами эффективного применения для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия топлив не нефтяного происхождения, получаемых из возобновляемых источников, что коррелируется с целью образовательной программы, включающей: обучение методам сбора и анализа информации, овладение умениями постановки задачи и выбора метода ее решения, развитие навыков повышения эффективности эксплуатации ДВС.

Результаты обучения. Студент приобретает после изучения данной дисциплины:

-       знания о видах альтернативных топлив и особенностях их использования в дизелях;

-       навыки применения методов оценки перспективности применения альтернативных топлив и адаптации дизеля к использованию альтернативных топлив;

-      умения использования результатов освоения курса в профессиональной деятельности, связанной с расширением топливной базы дизелей.

Содержание курса. Тема содержит 1 час лекций и по 3 часа лабораторных занятий.

Тема 1. Требования, накладываемые на внутрекамерные процессы с точки зрения энергетических, экономических и экологических показателей ДВС

Тема 2. Краткие сведения по химической кинетике, основные законы формальной кинетики горения топлива. Цепные реакции. «Тепловой взрыв»

Тема 3. Физико-химические особенности процесса горения. Распространение пламени. Диффузионное и кинетическое пламя. Диссоциация продуктов сгорания.

Тема 4. Процесс воспламенения топлива, зажигание электрической искрой, стадии воспламенения, влияние физико-химических факторов, воспламенение нагретой поверхностью.

Тема 5. Самовоспламенение распыленного топлива. Стадии самовоспламенения углеводородных смесей. Влияние физико-химических факторов. Физический и химический периоды задержки воспламенения.

Тема 6. Механизм распространения пламени по гомогенной смеси. Влияние различных факторов. Особенности ламинарных и турбулентных пламени. Детонация.

Тема 7. Диффузионное пламя. Горение капель распыленного жидкого топлива. Экспериментальное исследование горения капель топлива. Распыливание топлив. Теория и расчетные методики.

Тема 8. Химия пламени. Образование и разложение вредных веществ в пламени. Теории образования NOx, СО, СН и сажи в пламенах.

Тема 9. Роль процессов смесеобразования и сгорания в рабочем процессе ДВС. Ограничения на процесс сгорания со стороны рабочего процесса ДВС. Характеристики оптимального тепловыделения.

Тема 10. Топливо, применяемое в ДВС. Принципы получения рабочих смесей в ДВС. Основные критерии «идеального смесеобразования»

Тема 11. Нормальное сгорание квазигомогенных смесей в ДВС. Концентрационные пределы эффективного сгорания и пути расширения этих пределов для улучшения экономичности и снижения токсичности ОГ.

Тема 12. Нарушения процесса сгорания в двигателях с принудительным зажиганием, причины появления, негативный эффект и методы устранения.

Тема 13. Пути совершенствования процессов смесеобразования и сгорания в двигателях с принудительным воспламенением смеси.

Тема 14. Расчетное моделирование процесса сгорания и образования вредных веществ при горении топлива в ДВС. Зонные модели.

Тема 15. Смесеобразование и сгорание в дизеле. Фазы сгорания. Различия в организации сгорания в различных типах дизелей.

Тема 16. Нарушения в процессах нормального смесеобразования и сгорания в дизеле. Причины и следствия.

Тема 17. Пути совершенствования смесеобразования и сгорания в дизелях. Улучшение мощностных, экономических и экологических параметров воздействием на процессы смесеобразования и сгорания.

Тема 18. Исследование процесса сгорания на основе анализа индикаторных диаграмм ДВС

 

Пререквизиты. Курсы: физики, химии, безопасности жизнедеятельности, информатики, теории ДВС. Студент должен успешно освоить перечисленные курсы и иметь знания, навыки и умения, соответствующие компетенциям этих курсов.

 

Основная литература

-       Гусаков С.В. Физико–химические основы процессов смесеобразования и сгорания в ДВС. Основы теории горения. Учеб. пособие. – М.: Изд–во РУДН, 2001. – 134 с.

-       Гусаков С.В., Патрахальцев Н.Н. Планирование, проведение и обработка данных экспериментальных исследований двигателей внутреннего сгорания. Сб. методических пособий. – М.: Изд–во РУДН, 2004. – 160 с.

-       Воинов А.Н. Процессы сгорания в быстроходных поршневых двигателях. -М.: Машиностроение, 1965. - 212 с.

Дополнительная  литература

-       Петриченко Р.М. Физические основы внутрицилиндровых процессов в двигателях внутреннего сгорания. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1983.

-       Гусаков С.В. Регистрация и обработка индикаторных диаграмм. Методическое руководство к выполнению лабораторной работы по курсу теории рабочих процессов ДВС. Для студ. направ. «Энергомашиностроение». – М.: Изд-во РУДН, 2003. – 20 с.

-       Гусаков С.В. Моделирование рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания в среде Microsoft Visual Basic 6.0: Учеб. пособие. – М.: РУДН, 2011. – 36 с.

-       Махов В.З., Гусаков С.В. Исследование особенностей формирования фронта диффузионного пламени в дизеле./ Физика горения и взрыва. – №5. - 1983.- С. 21-25.

 

Координатор: профессор, д.т.н. Гусаков С.В., заведующий кафедрой.

 

Использование компьютера. Компьютеры применяются на всех лабораторных работах и в самостоятельной работе студентов при обработке данных лабораторных работ.