Erstellung phänomenologischer Modelle zur Vorausberechnung des Brennverlaufes von Magerkonzept-Gasmotoren:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Verl. Dr. Hut
2010
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Energietechnik
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| Beschreibung: | XII, 109 S. Ill., graph. Darst. 210 mm x 148 mm, 196 g |
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT ILL
INHALTSVERZEICHNIS .V
FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN VII
1 EINLEITUNG 1
1.1 ZIELSETZUNG 2
1.2 VORGEHENSWEISE 3
2 STAND DER TECHNIK 5
2.1 WIRKUNGSGRADSTEIGERUNG DURCH ABMAGERUNG 5
2.2 EMISSIONSGRENZWERTE FUER MAGERKONZEPT-GASMOTOREN 8
2.3 BRENNVERFAHREN 10
2.3.1 FREMDGEZUENDETE GASMOTOREN MIT UNGETEILTEM BRENNRAUM 10
2.3.2 FREMDGEZUENDETE GASMOTOREN MIT GETEILTEM BRENNRAUM 12
2.3.3 SELBSTZUENDENDE VERFAHREN 13
2.4 VERBRENNUNGSMODELLE 14
2.4.1 NULLDIMENSIONALE MODELLIERUNG 14
2.4.2 PHAENOMENOLOGISCHE MODELLIERUNG 16
2.4.3 DREIDIMENSIONALE MODELLIERUNG 17
2.5 MOTIVATION ZUR ERSTELLUNG NEUER PHAENOMENOLOGISCHER
VERBRENNUNGSMODELLE 18
3 VERSUCHSAUFBAU UND VERWENDETE SIMULATIONSWERKZEUGE 20
3.1 AUFBAU DES MOTORPRUEFSTANDES 20
3.2 GASVERSORGUNGSANLAGE UND UNTERSUCHTE BRENNGASE 24
3.3 THERMODYNAMISCHE MODELLIERUNG DES SYSTEMS BRENNRAUM 27
3.3.1 ARBEITSPROZESSRECHNUNG 28
3.3.2 DRUCKVERLAUFSANALYSE 32
3.4 REAKTIONSKINETISCHE BERECHNUNG DER BRENNGESCHWINDIGKEIT 34
3.5 DRALLMESSUNGEN 38
3.5.1 MESSPRINZIP UND MESSERGEBNISSE 39
3.5.2 EINFLUSS DES DRALLS AUF DEN ABLAUF DER VERBRENNUNG 41
3.6 CFD-LADUNGSWECHSELRECHNUNGEN 43
3.6.1 AUFBAU DER GEOMETRIE 43
3.6.2 VERNETZUNG 44
3.6.3 NACHRECHNUNG DES BLASEVERSUCHS 44
3.6.4 NETZBEWEGUNG 45
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DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
VI INHALTSVERZEICHNIS
3.6.5 ERGEBNISSE DER CFD-LADUNGSWECHSELRECHNUNG 46
3.7 TURBULENZMODELLIERUNG IN DER PROZESSRECHNUNG 51
4 PHAENOMENOLOGISCHE MODELLIERUNG DER VERBRENNUNG 53
4.1 AUFBAU DER MODELLE 53
4.2 MODELLIERUNG DER FLAMMENFRONTFLAECHE 54
4.3 LAMINARE UND TURBULENTE BRENNGESCHWINDIGKEIT 59
4.4 LAMINARE BRENNGESCHWINDIGKEITEN WEITERER BRENNGASE 62
4.5 ENERGIEFREISETZUNG UND BRENNVERLAUF 65
4.6 EXPANSIONSFAKTOR 66
5 MODELL FUER UNGETEILTE BRENNRAEUME 67
5.1 BESONDERHEITEN DES MODELLS WAEHREND DER ENTFLAMMUNGSPHASE 67
5.1.1 INITIALISIERUNGSPHASE 67
5.1.2 UEBERGANGSPHASE 68
5.2 VALIDIERUNG DES MODELLS FUER UNGETEILTE BRENNRAEUME 69
5.2.1 DISKUSSION DER SIMULATIONSERGEBNISSE 69
5.2.2 VARIATION DES ZUENDZEITPUNKTES 73
5.2.3 VARIATION DES VERBRENNUNGSLUFTVERHAELTNISSES 74
5.2.4 VARIATION DER LAST 75
5.2.5 VARIATION DER DREHZAHL 76
5.2.6 VARIATION DES VERDICHTUNGSVERHAELTNISSES 77
5.2.7 VARIATION DER BRENNGASZUSAMMENSETZUNG 78
5.2.8 VALIDIERUNG AUF BASIS EXTREMER BETRIEBSPUNKTE 79
6 MODELL FUER VORKAMMERMOTOREN 80
6.1 SYSTEMAUFBAU 81
6.2 LADUNGSZUSAMMENSETZUNG IN DER VORKAMMER 82
6.3 TURBULENZ IN VORKAMMER UND HAUPTBRENNRAUM 84
6.4 ENTFLAMMUNGSPHASE IN VORKAMMER UND HAUPTBRENNRAUM 85
6.5 AUSBREITUNG DER FLAMMENFRONT IN DER VORKAMMER 85
6.6 AUSBREITUNG DER FLAMMENFRONT IM HAUPTBRENNRAUM 87
6.7 ENTRAINMENT IM HAUPTBRENNRAUM 89
6.8 NOX-EMISSIONEN 90
6.9 VALIDIERUNG DES MODELLS FUER VORKAMMERMOTOREN 91
6.9.1 DISKUSSION DER SIMULATIONSERGEBNISSE 92
6.9.2 VARIATION DES ZUENDZEITPUNKTES 95
6.9.3 VARIATION DES VERBRENNUNGSLUFTVERHAELTNISSES 96
6.9.4 VARIATION DER LAST 97
6.10 VALIDIERUNG MIT DATEN EINES INDUSTRIEPARTNERS 97
6.11 RECHENZEIT 100
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK. 101
LITERATURVERZEICHNIS _ 103
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