Оптические и терморадиационные характеристики теплоизолированных стенок и элементов камеры сгорания быстроходных дизелей

Предметом данного исследования является анализ влияния оптических и терморадиационных характеристик на нестационарные (стационарные) температурные распределения в полупрозрачных (ПТИП) или непрозрачных (ТИП) теплоизолирующих покрытиях для терморегулирования и контроля температуры стенок и элементов камеры сгорания быстроходных дизелей. Разработанная авторами методология физического и математического моделирования процессов лучистого теплопереноса была использована для вычисления оптимального баланса оптических и терморадиационных характеристик покрытий как селективно поглощающих и рассеивающих материалов с различными пропускательными, отражательными и испускательными способностями в зависимости от диапазона длин волн облучающих или излучающих потоков тепла. В статье представлено математическое моделирование оптимального баланса улучшенных оптических (коэффициенты пропускания, отражения, поглощения или показатели поглощения, рассеяния) и терморадиационных (коэффициенты испускания, излучения) характеристик. Рассмотрен эффект подповерхностного объемного нагрева, который при своем проявлении способствует снижению поверхностного перегрева покрытий камеры сгорания. Были получены численным способом нестационарные температурные распределения для полупрозрачных покрытий, защищающих металлическую подложку (стенку камеры сгорания) с различным отражением лучистого потока пропущенного этим теплоизолирующим полупрозрачным покрытием. Было показано уменьшение температуры поверхности полупрозрачного ПТИП в сравнении с температурой непрозрачного покрытия. Предлагаются способы улучшения тепловой изоляции камеры сгорания двигателей внутреннего сгорания с использованием теплоизолирующих покрытий с высоким объемным отражением rλ > 60-80% для тепловой защиты от интенсивного излучения раскаленных частиц сажи (λ ~ 0.7-2 мкм) и большой излучательной способностью ελ > 80-90 % (λ >4 - 5 мкм) для противодействия нагреву конвективными потоками тепла внутри КС дизеля.

быстроходные дизельные двигатели, температурные нагрузки на элементы камер сгорания, полупрозрачные и непрозрачные теплоизолирующие покрытия, оптические и терморадиационные характеристики