Model numeryczny układu chłodzenia zespołu napędowego wiatrakowca
Artykuł w czasopiśmie
MNiSW
10
Lista B
| Status: | |
| Warianty tytułu: |
Numerical model of the cooling system of the cylinders in gyroplane engine
|
| Autorzy: | Grabowski Łukasz, Czyż Zbigniew, Kruszczyński Krzysztof |
| Rok wydania: | 2014 |
| Wersja dokumentu: | Elektroniczna |
| Język: | polski |
| Numer czasopisma: | 6 |
| Strony: | 4169 - 4178 |
| Bazy: | - |
| Efekt badań statutowych | NIE |
| Materiał konferencyjny: | NIE |
| Publikacja OA: | TAK |
| Licencja: | |
| Sposób udostępnienia: | Witryna wydawcy |
| Wersja tekstu: | Ostateczna wersja opublikowana |
| Czas opublikowania: | W momencie opublikowania |
| Abstrakty: | polski | angielski |
| Artykuł dotyczy zagadnienia chłodzenia zespołu napędowego wiatrakowca wyposażonego w silnik Rotax 912S. W celu określenia bilansu cieplnego dla rozważanego silnika oraz wyznaczenia strumieni ciepła przenikających przez poszczególne powierzchnie silnika przeprowadzono analizę jednowymiarowego modelu przy użyciu oprogramowania AVL Boost. W rezultacie otrzymano wykres Sankey’a w którym 20,09 % (46,18 kW spośród 229,86 kW zawartych w paliwie) stanowi ilość ciepła odbierana przez układ chłodzenia silnika, a w tym 6 kW jest odbierane przez bezpośredni układ chłodzenia cylindrów i 28 kW przez pośredni układ chłodzenia głowic. Reszta natomiast jest odprowadzona przez olej silnikowy. Na podstawie badań symulacyjnych wyznaczono wymagany strumień powietrza, do chłodzenia cylindrów zespołu napędowego wiatrakowca zdolnego do odebrania 6 kW ciepła oraz określono sposób kierunkowania przepływu, aby uzyskać jak najmniejszy gradient temperatur. Założono kanał wlotowy o stałym przekroju, który wg instrukcji zabudowy nie powinien być mniejszy niż 0,01 m2. Prędkość przepływającego powietrza nie dopuszcza do przekroczenia temperatury ścianek cylindrów, która według producenta powinna być mniejsza niż 200 °C. Zaproponowane rozwiązanie spełnia wymogi stawiane w instrukcji zabudowy silnika. Uzyskano maksymalną temperaturę cylindrów o 18 °C mniejszą od dopuszczalnej oraz prawidłowo kształtujące się gradienty temperatur. | |
| This paper puts a focus on the issues of gyroplane powertrain cooling equipped with Rotax 912S engine. A one-dimensional model, simulated with the AVL Boost software, was applied to determine the heat balance for this engine and heat flux penetrating through each engine surface. As a result, Sankey graph was made in which, for example, 20.09% (46.18 kW out of 229.86 kW in the fuel) is the amount of heat absorbed by the engine cooling system, including 6 kW absorbed by the cylinder direct cooling system, 28 kW by the head indirect cooling system and the rest of the heat is absorbed by the engine oil. The CFD simulation studies, performed with Ansys Fluent, enabled us to determine the required airflow, capable of absorbing up to 6 kW of heat, to cool sufficiently the cylinders in the gyroplane powertrain system and to specify the manner of directing the flow to achieve the smallest possible temperature gradient. As specified in the in-built instruction, the inlet channel with a constant cross-section of not less than 0.01 m2 was mounted. The air flow velocity prevented from exceeding the cylinder wall temperature which should be less than 200°C, as specified by the manufacturer. The solution proposed meets the requirements of the engine installation instruction. The results included the maximum cylinder temperature less by 18°C than the permissible one and the correct temperature gradients. |
