Мета роботи полягає в дослідженні та розробці наукових основ і технічних засобів підвищення ефективності утилізації теплоти ВГ ГМК. Для досягнення поставленої мети необхідно розв'язати наступні задачі: . - провести аналіз існуючого стану утилізації теплоти ВГ ГМК; - розробити експериментальну установку, методику досліджень та метрологічне забезпечення для дослідження амплітудно-частотних характеристик течії ВГ та впливу цих пульсацій на тепловіддачу; - експериментально дослідити закономірності зміни амплітудно-частотних, характеристик пульсуючої течії в залежності від режиму роботи двигуна та вплив цих характеристик на тепловіддачу і отримати апроксимаційне рівняння тепловіддачі пульсуючого газового потоку як наукової основи проектування утилізаційних установок ГМК; - практично реалізувати теплообмінний пристрій для утилізації теплоти пульсуючої течії ВГ ГМК. o Об'єктом дослідження є процес конвективного теплообміну між пульсуючою течією газу та металевою поверхнею, що контактує із зазначеною течією, який є визначальним фактором ефективності утилізації теплоти ВГ ГМК. ЗМІСТ ВСТУП 5 РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ СТАНУ УТИЛІЗАЦІЇ ТЕПЛОТИ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ ГАЗОМОТОКОМПРЕСОРІВ І ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ 11 1.1. Про ефективність використання теплоти згоряння палива в газомотокомпресорах 11 1.2. Пристрої утилізації теплоти відпрацьованих газів 13 1.3. Методи і пристрої очистки відпрацьованих газів 16 1.4. Тепловіддача пульсуючої течії газів 19 L5. Засоби контролю параметрів пульсуючої течії відпрацьованих газів 26 1.5.1. Пристрої вимірювання тиску відпрацьованих газів 26 1.5.2. Пристрої вимірювання температури відпрацьованих газів 31 Висновки і задачі дослідження 36 РОЗДІЛ 2. РОЗРОБКА МЕТОДИКИ ТА АПАРАТУРНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ТЕПЛОВІДДАЧІ ПУЛЬСУЮЧОГО ПОТОКУ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ 38 2.1. Про математичну модель гідродинаміки та теплообміну в пульсуючому потоці газу 38 2.2. Характеристика експериментальної установки для дослідження процесів у пульсуючому потоці відпрацьованих газів двигуна 43 2.3. Методика експериментальних досліджень тепловіддачі пульсуючого потоку відпрацьованих газів 53 2.4. Розробка апаратурного забезпечення для експериментального дослідження процесу теплообміну пульсуючої течії відпрацьованих газів 60 2.4.1. Засоби вимірювання пульсацій тиску 62 2.4.2. Засоби вимірювання пульсацій температури 65 2.5. Визначення похибки при дослідженні коефіцієнта тепловіддачі та теплового балансу теплообмінного апарату 72 Висновки 78 РОЗДІЛ 3. ДОСЛІДЖЕННЯ ПУЛЬСАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕЧІЇ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ 79 3.1. Розробка алгоритму розрахунку амплітуди пульсацій тиску та температури течії відпрацьованих газів 79 3.2. Метрологічний аналіз результатів досліджень пульсацій тиску та температури відпрацьованих газів 96 3.2.1. Похибка вимірювання частоти пульсацій тиску і температури 99 3.2.2. Похибка вимірювання амплітуди пульсацій тиску 102 3.2.3. Похибка вимірювання амплітуди пульсацій температури 112 3.3. Основні результати експериментального дослідження пульсацій температури і тиску течії відпрацьованих газів 120, 3.4. Експериментальні дослідження пульсацій тиску відпрацьованих газів газомотокомпресорів 126 Висновки 130 РОЗДІЛ 4. ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕПЛОВІДДАЧІ ПУЛЬСУЮЮЧОЇ ТЕЧІЇ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ ТА ПРАКТИЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ ДОСЯГНУТИХ РЕЗУЛЬТАТІВ 131 4.1. Дослідження зміни температури газового потоку на температури стінки труби вздовж осі теплообмінника 132, 4.2. Експериментальне визначення локального та середнього коефіцієнтів тепловіддачі 137 4.3. Обробка експериментальних даних з конвективного теплообміну пульсуючої течії газів у критеріальній формі 144 4.4. Дослідження пристроїв утилізації теплоти відпрацьованих газів газомотокомпресора типу 10 ГК 152 4.4.1. Характеристика промислової установки 152 4.4.2. Основні результати промислових випробовувань 158 Висновки 164 ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ 165 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 167 Додаток А. Акт впровадження 178