Методы расчета элементов топливной аппратуры при низких температурах

Тогда закон изменения профиля скорости по сечению трубопровода опишется уравнением:

Средняя скорость течения дизельного топлива

где R=D/2 — внутренний радиус трубопровода;

Dр — разряжение в трубопроводе;

— длина трубопровода.

Из (4.88) находим

Подставив в (4.87) значение 2JCP/R2, получим закон распределения скоростей по сечению трубопровода, выраженный через среднюю скорость

Анализ зависимости (4.90) показывает, что скорость потока дизельного топлива по сечению трубопровода изменяется по параболическому закону (рис. 4.6) (Паузелевское распределение скоростей [78, 79]). При этом на границе соприкосновения потока жидкости со стенками трубопроводов [J]Г=0.

Среднюю скорость движения дизельного топлива в трубопроводе определим исходя из цикловой подачи при номинальном режиме работы двигателя.

Объем трубопровода занятый цикловой подачей

где dT — внутренний диаметр трубопровода низкого давления для

топливной аппаратуры дизелей принят равным 8 мм;

— длина трубопровода занятого цикловой подачей.

Исходя из условия, что за время цикла t, выделенный объем должен переместиться на величину по трубопроводу, тогда средняя скорость движения дизельного топлива по трубопроводу составит:

где qЦ — цикловая подача ТНВД;

nH — частота вращения кулачкового вала топливного насоса.

Средняя скорость движения топлив в трубопроводе будет изменяться с изменением его температуры и вязкости.

Режим движения жидкости в трубопроводе определяется соотношением сил инерции и вязкости [21], т.е. числом Рейнольдса.

где n — кинематическая вязкость;

m — динамическая вязкость.

Для номинального режима работы двигателя (t=20 0C, n=4 cCт, dT=8 мм, JCP=0.015 м/сек) число Рейнольдса составит 440. Исследованиями [81] установлено, что при движении жидкости в круглой трубе с числом Рейнольдса Re<2000 имеет место ламинарное течение.

Выполненный нами анализ позволяет утверждать, что в трубопроводе низкого давления при номинальном режиме работы двигателя, движение дизельного топлива можно рассматривать как ламинарное течение, а процесс конвективного теплообмена — как стационарный изотермический.

Анализ уравнений (4.82) и (4.90) конвективного теплообмена указывает на то, что температурное поле в трубопроводе зависит от физических параметров дизельного топлива (l, с, r, n, m), геометрических параметров трубопровода (R, l, D — стенки), кинематических и динамических характеристик потока (J, r, qЦ), температуры окружающей среды tC, коэффициента теплоотдачи a и др. Многие из этих параметров взаимосвязаны так, что изменение одних приводит к изменению других. Например, изменение давления в трубопроводе автоматически приводит к изменению цикловой подачи qЦ, скорости движения J, вязкости, плотности и т.д.