Наведено математичну модель процесу згоряння синтез-газу в поршневих двигунах з іскровим запаленням. Відмінною особливістю моделі є врахування швидкості розповсюдження фронту полум'я у циліндрі залежно від складу синтез-газу. Описано спосіб визначення площі фронту полум'я, а також об'єму вигорілого синтез-газу залежно від геометричних особливостей камери згоряння та швидкості вигоряння синтез-газу. Встановлено адекватність цієї моделі шляхом порівняння результатів математичного моделювання та відомих експериментальних даних. Розбіжність цих результатів не перевищує 8 %, що досить прийнятне у ході моделювання робочих процесів ДВЗ.

Викладено основи конструкції суднових двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ), систем, які їх обслуговують. Обгрунтовано загальні принципи роботи ДВЗ. Розглянуто цикли та показники, теплопередачу та теплонапруженість. Наведено характеристики та режими роботи. Розкрито основи кінематики та динаміки. Висвітлено основи проектування та екологічні проблеми. Приділено увагу основам технічної експлуатації суднових ДВЗ.

Індекс рубрикатора НБУВ: О42-082-325 + О455.5-011

Рубрики:

Загальні роботи з суден і суднобудування

Суднові двигуни внутрішнього згоряння. Суднове двигунобудування

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: И362.082.3

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: И362.082.3

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто основні напрямки розвитку створення нових сучасних та вдосконалення існуючих роторно-поршневих двигунів (РПД). Встановлено необхідність у проведенні системного аналізу існуючих подібних конструкцій двигунів з метою відокремлення та систематизації їх переваг й недоліків на стадії проектування. В якості аналізу конструкції та технології виготовлення існуючих найбільш перспективних РПД розглянуті схеми турбокомпресорного типу, з рухомим блоком циліндрів, двигунів де згоряння проходить за межами робочого циліндру, барабанно-поршневого типу з рухомими камерами згоряння, ротативного детандеру та інші. Встановлено, що будова корпусу РПД з внутрішньою циліндричною поверхнею, в якому розташований ротор з робочими циліндрами, дозволяє створювати економічні і компактні двигуни. Така будова двигунів дозволяє зменшити вібрацію і зробити їх безпечнішими в роботі. Проведено порівняння механізмів руху існуючих РПД. На основі аналізу існуючих схем та конструкції сучасних РПД спроектовано зразок РПД нової конструкції 12РПД-4,4/1,75. Подані конструкція та основні параметри нового зразка РПД 12РПД-4,4/1,75 з регульованим золотниковим розподілом повітря. Двигун має дванадцять рівномірно розміщених циліндрів, що забезпечує врівноваженість двигуна та можливість пуску при будь-якому положенні ротора. Конструкція спроектованого двигуна передбачає наявність центрального регулюючого кулачкового вала, поворот якого надає змогу регулювати фази газорозподілу та режими роботи двигуна за рахунок ступеня наповнення циліндра у досить широкому діапазоні. Особливістю конструкції двигуна також є те, що регулюючий кулачок надає змогу змінювати напрямок обертання центрального ротора. Встановлено, що конструкція механізму руху двигуна 12РПД-4,4/1,75 є простішою за будовою та технологією виробництва, а також надійнішою порівняно з подібними існуючими РПД.

Представлено конструкцію металогідридного акумулятора-компресора водню, який може використовуватись у складі систем видобутку, зберігання та стиснення водню. Ємність розробленого зразка складає 40 кг водню, маса 4,8 тон, максимальний тиск 15 МПа. Базовий металогідридний матеріал, на основі якого розроблено дану модель акумулятора-компресора - LaNi4,5Al0,5, його зворотна сорбційна ємність визначена експериментально, та складає не менше 1,38 % за масою. Особливістю розробленого акумулятора-компресора є використання повітряного охолодження, наявність системи автоматичного управління та контролю, що дозволяє проводити ряд операцій у автоматичному режимі, використання програмного, електричного та механічного захисту від перевищення тиску, що забезпечує безпечну експлуатацію розробленої моделі. Акумулятор-компресор виготовляється у вигляді сталевого короба, в якому розміщені шість блоків (капсул). Блок, відповідно, виконаний у вигляді сталевого коаксіального багатошарового циліндра, на зовнішній стороні якого розташований нагрівальний елемент і шар теплоізоляції. В середині циліндра розташована герметична капсула, заповнена металогідридним матеріалом. Капсули з'єднані між собою і колектором через систему трубопроводів. Також система трубопроводів оснащена вентилем входу, який з'єднує утворений об'єм з зовнішнім ресивером. Акумулятор-компресор оснащено зовнішнім ресивером, до якого під'єднано водневий, вакуумний, живильний та витратний контури. Кожен контур оснащено електромагнітним клапаном, а також вимірювальними пристроями, що надає смогу здійснювати автоматичний контроль параметрів та автоматичне управління пристроєм відповідно до режиму роботи. Реалізовані режими дозволяють проводити сорбцію та десорбцію водню, активацію металогідридного матеріалу, перевірку герметичності розрідженим тиском та надлишковим тиском. Наведено перелік вимірювального обладнання, на базі якого розроблена система автоматичного управління та контролю, схему підключення первинних перетворювачів, зовнішній вигляд інтерфейсу розробленого програмного забезпечення.

Представлено загальну характеристику суднових енергетичних установок на базі двигунів внутрішнього згоряння, проаналізовано шляхи підвищення їх ефективності та екологічності. Доведено перспективність використання термохімічних й воднево-металогідридних технологій щодо підвищення паливо-економічних та екологічних показників за рахунок більш раціонального використання енергії палива. Наведено відомості про експериментальні стенди, системи вимірювання та реєстрації результатів. Експериментально досліджено та оброблено з використанням авторських комп'ютерних програм характеристики зміни індикаторних та екологічних показників двигуна та установки з системою утилізації. Наведено характеристики робочих процесів в елементах утилізаційних металогідридних установок. Представлено варіанти реалізації концепції термохімічних технологій в енергетичних установках різного цільового призначення. Розглянуто особливості роботи та шляхи підвищення ефективності енергетичних установок з системами утилізації. Визначено особливості використання синтез-газу у якості основного палива або як добавку. Проаналізовано перспективи подальшого розвитку та оцінено ефективність реалізації концепції створення суднових енергетичних установок на базі термохімічних технологій. Проаналізовано варіанти реалізації, особливості роботи та шляхи підвищення ефективності воднево-металогідридних технологій утилізації тепла. Розглянуто особливості їх роботи. Проаналізовано перспективи їх подальшого розвитку.