Тезис АНАЛИЗ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ANSYS MODEL FUEL LIBRARY
.docxУДК 662.612.2
АНАЛИЗ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ANSYS MODEL FUEL LIBRARY
ANALYSIS OF THE PRACTICABILITY OF USING THE ANSYS MODEL FUEL LIBRARY SOFTWARE MODULE
А. А. Кекух, Б. Г. Гварамадзе
Научный руководитель – Лазакович В. И., преподаватель-стажер
Белорусский национальный технический университет,
г. Минск, Республика Беларусь
lazakovich.vi@bntu.by
A. Kekukh, B. Gvaramadze
Supervisor – V. Lazakovich, Lecture-trainee
Belarusian national technical university, Minsk, Belarus
Аннотация: краткое описание программного модуля Ansys Model Fuel Library, анализ целесообразного применения данного программного модуля.
Abstract: a brief description of the Ansys Model Fuel Library software module, an analysis of the appropriate application of this software module.
Ключевые слова: библиотека моделей топлив, топливо, суррогатный вид топлива, двигатели внутреннего сгорания.
Keywords: fuel model library, fuel, surrogate type of fuel, internal combustion engines.
Введение
На данный момент библиотека включает более 60-ти тщательно проверенных моделей реального топлива, которая постоянно продолжает пополняться. С помощью данного программного модуля можно сделать обзор моделей горения, имитируя схемы сгорания компонентов топлива в рабочем объеме, такие как: горение в реакторах, горение во фронте пламени, диффузионное горение.
Основная часть
В настоящее время конструктора двигателей и камер сгорания стремятся минимизировать загрязнение атмосферного воздуха различными токсичными веществами и достичь высокой эффективности быстрее и с меньшими затратами, чем когда-либо ранее. В ряде случаев испытания образцов являются нежелательными или невозможными, а моделирование процессов сгорания топлива может существенно снизить затраты на разработку и повысить экономичность двигателей и энергетических установок. Проблема в достижении точного моделирования процессов сгорания топлива часто возникает из-за неточностей в топливной модели или затрагивает кинетику химических реакций, а, следовательно, предполагает работу с большими и сложными реакционными механизмами, включающими сотни реакций и десятки веществ. Моделирование, а также анализ таких механизмов является весьма сложным, поскольку влечет за собой ряд других задач, таких как развитие методов по сокращению механизмов, анализ чувствительности характеристик реагирующих систем относительно констант скоростей химических реакций и т.д. Библиотека Model Fuels предоставляет набор точных моделей реального топлива, которые просты в использовании и в современных инструментах.
Библиотека моделей топлив (MFL) включает в себя подробные и проверенные реакционные механизмы для более чем 65 компонентов топлива, которые имеют отношение к моделированию горения в широком спектре промышленных и коммерческих применений. Компоненты топлива могут быть использованы для представления сжигания газообразного или жидкого топлива для нефтяного или альтернативного топлива. Газообразные компоненты включают природный газ, синтетический газ, биотопливо и смеси. Для жидкого топлива компоненты топлива могут использоваться при разработке суррогатов для широкого спектра реальных видов топлива, включая бензин, дизельное топливо, реактивное топливо, альтернативные виды топлива, топливные смеси и присадки.
Реакционные механизмы подходят для многих применений сгорания, включая двигатели с искровым зажиганием, двигатели с воспламенением от сжатия, газовые и жидкостные турбинные камеры сгорания, котлы, факелы и печи. Механизмы были тщательно проверены для условий эксплуатации, охватывающих широкий диапазон давлений, температур, коэффициентов эквивалентности и разрежений. Механизмы построены самосогласованным образом и следуют подходу, основанному на правилах скорости для жидких компонентов, что приводит к прогностическим возможностям для механизмов. Прогностические возможности библиотечных механизмов не ограничиваются характеристиками сгорания топлив, но также включают влияние топлива на выбросы, а также размер частиц сажи и плотность чисел. Библиотека моделей топлива основана на результатах отраслевой модели.
Проект Fuels Consortium (2006-2012) и текущая служба подписки на библиотеку Model Fuels, которая поддерживает библиотеку, чтобы поддерживать ее в курсе состояния современной науки о горении.
Достоинства ANSYS Model Fuel Library:
1) Помогает сократить цикл разработки образцов и их испытаний, а также повторном изготовлении образцов, что введет к снижению стоимости процесса.
2) Более 60-ти проверенных моделей химических компонентов, которые могут быть эксплуатированы для иллюстрации модели сгорания горючего, дизельного топлива, авиакеросина, газа (природного, синтетического), биотоплива.
3) Прагматизация состава с использованием эмпирических физических свойств поликомпонентного топлива.
4) Перспектива редуцирования механизмов кинетики с помощью Chemkin-Pro Reaction Workbench.
5) Взаимный оборот с программными продуктами Ansys, в том числе Ansys Chemkin-Pro, Reaction Workbench, Energico, Ansys Forte и Ansys Fluent.
Заключение
Библиотека топливных компонентов ANSYS Model Fuel Library дает возможность улучшить эксплуатацию ДВС выбора качественного топлива, соответствующего ТНПА в той области, где они применяются.
Усовершенствование результативности топливного сгорания важно в целях снижения производственных расходов и повышение безопасности проектируемого двигателя.
ANSYS Model Fuel Library достаточно повышает итоговые способности инструментов ANSYS Forte и ANSYS Chemkin-Pro, что способствует приближению к максимально точным решениям задач с химическими реакциями
Литература
Ansys Model Fuel Library | Топливные компоненты. – [Электронный ресурс]. Режим доступа: Ansys Model Fuel Library | Топливные компоненты — CADFEM CIS (cadfem-cis.ru)/ 01.05.2022 года.
Ansys Model Fuel Library | Гидрогазодинамика. – [Электронный ресурс]. Режим доступа: ANSYS Model Fuel Library | Гидрогазодинамика (CFD) | CAE Expert (cae-expert.ru)/ 01.05.2022 года.
Ansys Model Fuel Library. – [Электронный ресурс]. Режим доступа: ansys-model-fuel-library-brochure.pdf (symkom.pl)/ 01.05.2022 года.