5.Расчет радиационного теплообмена в двс

5.1. Физическая постановка задачи

В выпускном коллекторе для измерения температуры удаляемых газов из цилиндра ДВС поставлена термопара.

Вычислить показание термопары и ее погрешность за счет излучения.

Внутренний диаметр коллектора D = 0.065 м; диаметр королька термопары d=0.001м; температура удаляемых газов t_газ=499,1⁰С (Т_газ=672,1 К); температура стенок выпускного коллектора t_ст=120 ⁰С (Т_ст=393 К); коэффициент теплового излучения (степень черноты) стенок выпускного коллектора _ст=0.87; коэффициент теплового излучения (степень черноты) королька термопары _к=0.76;коэффициент теплоотдачи от газа к поверхности королька термопары =50 Вт/(м²К).

5.2. Решение задачи

Термопара отдает теплоту за счет излучения

Q_л =F₁c₀[]/[+]

и получает теплоту за счет конвекции

Q_к=F₁ (T_газ – Т_к).

Здесь F₁ – поверхность королька, м²;

F₂ – внутренняя поверхность выпускного коллектора м²;

Т_к- температура королька термопары ,К.

Составим уравнение теплового баланса для королька термопары Q_л= Q_к.

4

3

2

1

d_k

.-Выпускной коллектор;

1

2. –королек термопары;

3. –вставка;

4 –термопара.

Рис. 2.7 Установка термопары в выпускном коллекторе

Поверхность королька термопары намного меньше внутренней поверхности выпускного коллектора F₂>> F₁, то можно принять F₂/F₁  0.

Расчет значения показания термопары будем искать графическим методом. Для этого задаем несколько значении Т_к и рассчитываем Q_л/F₁ и Q_к/F₁.

Табл. 8

	Тк, К
	279,07	300	400	500	672,1
Qл/F1 Вт/м2	0	1763	5037	10429	20137
Qк/F1, Вт/м2	24660	18840	12840	6840	0

На графике с координатами Q/F и Т_к строим зависимости Q_л/F₁= f1(Т_к) и Q_к/F₁= f2(Т_к). Точкой пересечения этих зависимостей есть значение показания термопары Т_к= 670 К.

Погрешность показания термопары за счет излучения составитT = T_газ -Т_к= 814-670 = 144 К или t = 144 ⁰C.

Для уменьшения погрешности измерения термопары необходимо уменьшить коэффициенты теплового излучения или поместить термопару в экран с низким коэффициентом теплового излучения.

Заключение

При решении задач данной курсовой работы получены практические навыки решения задач по технической термодинамике и теории теплопередачи применительно к расчету процессов в ДВС.

Решение приведенных задач позволило лучше понять процессы, протекающие в ДВС и оценить влияние основных входящих параметров.

Литература

1. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. – М.: Высшая школа, 1980. – 550 с.

2. Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче/ Под ред. Б.Н. Юдаева. – М.: Высшая школа. 1968. – 373с.

3. Программа, методические указания и задание к курсовой работе по курсу «Теплотехника» / Сост. Н.А. Цветков, Ю.И. Чижик. – Томск: Изд-во Томского государственного Архитектурно-строительного университета, 2005. – 71 с.