Кравченко С. С. Конвертація стаціонарного двигуна ГД100 для роботи на низькокалорійних газових паливах

Об'єкт дослідження:робочий процес газового двигуна з форкамерно-факельним запалюванням та якісним регулюванням потужності. Мета дослідження:конвертація стаціонарного газового двигуна ГД100 для роботи на низькокалорійних газових паливах шляхом вибору його конструктивних і регулювальних параметрів та параметрів робочого процесу. Методи дослідження:фундаментальні положення теорії двигунів внутрішнього згоряння. Для розрахунку параметрів термодинамічної системи використаний метод об'ємного балансу проф. М. М. Глаголєва. Для розрахунку тепловіддачі газів у стінки циліндра застосовувався метод Ньютона-Ріхмана. В основу математичної моделі опису процесу згоряння покладено метод проф. І. І. Вібе. Розрахункові рівняння для визначення температурного стану деталей камери згоряння отримано апроксимацією експериментальних даних за методом найменших квадратів з використанням методу планування експерименту за 2-х факторним позиційним ортогональним планом. Пошук раціональних значень параметрів двигуна проводився за методом дослідження простору параметрів І. М. Соболя та Р. Б. Статнікова. Усі розрахункові дослідження реалізовано в програмному комплексі MATLAB. Теоретичні і практичні результати: Розроблено та програмно реалізовано комплекс математичних моделей внутрішньоциліндрових процесів двигуна з форкамерно-факельним запалюванням і якісним регулюванням потужності, який дозволяє врахувати вплив компонентного складу і фізико-хімічних властивостей низькокалорійних газових палив на робочий процес і показники двигуна. Запропоновано комплекс конструкторських заходів для забезпечення номінальної потужності двигуна ГД100 при використанні НГП. Визначені раціональні конструктивні та регулювальні параметри двигуна ГД100, що дозволять забезпечити якісне запалювання та згоряння паливо-повітряної суміші, високі техніко-економічні показники двигуна при використанні НГП. Новизна: Вперше запропоновані залежності для визначення середньої температури стінки камери згоряння двигуна ГД100, що враховують вплив площі поверхні камери згоряння, а також параметрів навантажувального режиму. Вперше запропоновані узагальнені емпіричні залежності, що описують динаміку та тривалість згоряння вкрай збіднених сумішей газових палив з повітрям. Вперше визначено кількісний та якісний вплив виду низькокалорійного газового палива на показники робочого процесу двигуна ГД100. Ступінь впровадження: Результати дисертаційної роботи впроваджені в практику дослідно-конструкторських робіт у ДП "Завод ім. В.О. Малишева" (м. Харків), а також використовуються при проведенні навчального процесу й наукових досліджень на кафедрі двигунів внутрішнього згоряння НТУ "ХПІ". Галузь використання: двигунрбудування.