Εργαστήριο

Θερμοδυναμικής & Θερμικών Μηχανών

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Πεδίο Άρεως, 383 34 Βόλος 

Tηλ. +30 4210 74097, 74053, Fax. +30 4210 74096

Email: stam@uth.gr

Info

ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ – Υπολογισμός Κύκλου Diesel - Otto

Μετά τις πρώτες 6-8 εβδομάδες παρακολούθησης του μαθήματος, και αφού έχετε εισαχθεί στις αρχές λειτουργίας των ΜΕΚ, θα έρθει η ώρα να μελετήσετε και να εξασκηθείτε στο μοντέλο προϋπολογισμού κύκλου του τετράχρονου κινητήρα diesel, το οποίο θα κατεβάσετε από εδώ με την παρακάτω διαδικασία:

1. Κατέβασμα (download) του φακέλου Engine Model, που περιέχει ένα αρχείο readme.txt, το source code (engine_v2.f) σε γλώσσα FORTRAN 77, μαζί με ένα workbook του EXCEL (engine_GUI.xls) το οποίο χρησιμοποιείται σαν γραφικό περιβάλλον του προγράμματος καθώς και ένα εκτελέσιμο αρχείο (engine_v2.exe)
2. Αποσυμπιέστε σε κάποιο σημείο του σκληρού δίσκου και ακολουθήστε τις οδηγίες στο readme.txt
3. Ακολουθώντας τις οδηγίες στο worksheet INFO του engine_GUI.xls θα δημιουργείτε για το εκάστοτε σημείο λειτουργίας, μια σειρά αρχείων εξόδου, τα οποία στη συγκεκριμένη εφαρμογή απεικονίζουν τα χαρακτηριστικά μόνιμης λειτουργίας ενός 6-κύλινδρου κινητήρα diesel περίπου 10.3 λίτρων κυβισμού. (Γεωμετρικά δεδομένα, δεδομένα ρυθμίσεων κτλ στο Engine Input Data worksheet).
4. Η μεταβολή του σημείου λειτουργίας, γίνεται μέσω του φύλλου εργασίας Engine Input Data (κελιά Β7 - Β10): στο κελί Β7 δίνουμε τις στροφές [rpm] ενώ ο επιλογέας (toggle button) της επόμενης σειράς προδιαγράφει την επιθυμητή μέση πραγματική πίεση [bar] ή την παροχή πετρελαίου ανά κύλινδρο [cm3/100 strokes]: οι επιθυμητές τιμές γι’ αυτά τα δύο μεγέθη περιέχονται στα κελιά Β9 και Β10 αντιστοίχως (λαμβάνεται υπόψη η μία κατά περίπτωση).
5. Τα αρχεία εξόδου του προγράμματος μπορείτε να επεξεργαστείτε στο ίδιο workbook του MS-Excel, ανανεώνοντας τα δεδομένα του φύλλου εργασίας fort8, που μπορείτε επίσης να κατεβάσετε και να δείτε. Σας εφιστούμε την προσοχή ότι το MS Excel (και το υπερσύνολό του MS Office γενικότερα), έχει καθιερωθεί στη Βιομηχανία ως διεθνές standard για βασική επεξεργασία δεδομένων, και επομένως απαιτείται να γνωρίζετε επαρκώς τη χρήση του προτού να περάσετε σε άλλα πακέτα επειδή ενδεχομένως κάτι δεν σας πήγε καλά σε μιά πρόχειρη εφαρμογή του.
6. Όσοι απο σας επιθυμείτε βαθύτερη κατανόηση του προγράμματος (και ίσως παραπέρα επεξεργασία του source code) μπορείτε να το επιτύχετε με το άνοιγμα ενός workspace με την ονομασία ‘engine_v2’ σε περιβάλλον Compaq Visual Fortran και αντιγραφή του file engine_v2.f στον συγκεκριμένο κατάλογο engine_v2. 
7. Κάντε compilation και linking στο συγκεκριμένο περιβάλλον, οπότε και θα δημιουργηθεί το εκτελέσιμο αρχείο engine_v2.exe. Τo αρχείo εισόδου (EngineInputData.dat) και η επεξεργασία των αρχείων εξόδου εκτελούνται και σε αυτή τη περίπτωση μέσω του engine_GUI.xls

Αφού εξοικειωθείτε με το μοντέλο του ντηζελοκινητήρα απευθείας έγχυσης, θα κληθείτε να το χρησιμοποιήσετε στα πλαίσια των παραδόσεων του μαθήματος των ΜΕΚ, σε συγκριτικά runs όπου θα αξιολογήσετε την επίδραση στον κύκλο λειτουργίας του κινητήρα, διαφόρων χαρακτηριστικών σχεδιασμού και ρύθμισής του όπως τα παρακάτω:

·         Γεωμετρικά χαρακτηριστικά (διάμετρος, διαδρομή, μήκος διωστήρα)

·         Χρονισμός βαλβίδων

·         Χαρακτηριστικά έγχυσης – καύσης (προπορεία έγχυσης, εγχεόμενη ποσότητα καυσίμου, καθυστέρηση έναυσης – γραμμή καύσης σε εξάρτηση με στροφές και φορτίο)

·         Χαρακτηριστικά του κυκλώματος ψύξης

Σχετικό είναι και το υπολογιστικό – μελετητικό θέμα που καλείστε να εκπονήσετε στα πλαίσια του μαθήματος. Το θέμα αλλάζει κάθε χρόνο, εδώ σας επισυνάπτω ως δείγμα το θέμα που εκπόνησε ο αριστεύσας φοιτητής μας κ. Νικολαϊδης κατά το Ακαδημαϊκό Ετος 2001-2002 (εδώ είναι η εκφώνηση του συγκεκριμένου παλαιότερου θέματος) . Ιδιαίτερη έμφαση δίδεται τελευταία στα κατασκευαστικά των ΜΕΚ, επειδή διαπιστώθηκε ότι έτσι ελέγχονται καλύτερα οι γνώσεις και δεξιότητες που αποκτήσατε από θεμελιώδη κατασκευαστικά μαθήματα μικρότερων ετών.

Επιτυχής εκπόνηση ανταμείβεται με 3 μονάδες αθροιζόμενες στον τελικό βαθμό προαγωγής σας. Παρόλα αυτά, δεν σας συνιστούμε να δοκιμάσετε τις δυνάμεις σας με το θέμα εάν έχετε σοβαρά κενά στην κατανόηση του μαθήματος και την επίλυση ασκήσεων. Οχι μόνον κινδυνεύει ο κόπος σας να πάει χαμένος, αλλά κατασπαταλείτε στην εκπόνηση του θέματος το χρόνο σας χωρίς να μαθαίνετε ΜΕΚ. Οποιος κάνει χρήση έτοιμων κωδίκων υπολογισμού σύνθετων μηχανολογικών συστημάτων χωρίς να κατανοεί τη δομή και λειτουργία τους και τη σημασία των input data sets, κινδυνεύει να εγκλωβιστεί σε εικονικές πραγματικότητες και να χάσει την αίσθηση της πραγματικότητας και την αξιοπιστία του ως επαγγελματίας. Η εισαγωγή στη χρήση των διαφόρων υπολογιστικών εργαλείων του Μηχανικού απαιτείται να είναι βαθμιαία, συστηματική και γενικά φειδωλή. Ας μην ξεχνάμε ότι ο μαθητευόμενος μηχανοτεχνίτης στο παρελθόν δεν επιτρεπόταν να έχει τα δικά του εργαλεία, και την ημέρα που ο τεχνίτης επέτρεπε στον βοηθό του μαθητευόμενο να αγοράσει δικά του εργαλεία, ο μαθητευόμενος είχε ουσιαστικά αποφοιτήσει.

Σε επόμενη φάση θα πρέπει να είστε σε θέση να μοντελοποιήσετε άλλους κινητήρες, συμπεριλαμβανομένων των δύο κινητήρων με τους οποίους καλείστε να πραγματοποιήσετε μετρήσεις στο κελί δοκιμών του Εργαστηρίου. Σε όλες τις περιπτώσεις, θα συγκρίνετε τις προβλέψεις των μοντέλων με τα αποτελέσματα των μετρήσεων, δικών σας ή άλλων, και θα ερμηνεύετε τις πιθανές αποκλίσεις. Η συγκεκριμένη διαδικασία, σε συνδυασμό με την τακτική παρακολούθηση του μαθήματος των ΜΕΚ θα σας δώσει τα απαραίτητα εφόδια για καλή γνώση του αντικειμένου και πιθανή μελλοντική συμμετοχή στις ερευνητικές δραστηριότητες του Εργαστηρίου.

Οσον αφορά τη μοντελοποίηση του βενζινοκινητήρα, θα κάνετε χρήση (επι του παρόντος μόνο στο μεταπτυχιακό μάθημα: Θερμοδυναμική & Αεριοδυναμική των ΜΕΚ), του μοντέλου ‘Stanford ESP’, που οφείλουμε στον εκλεκτό συνάδελφο Bill Reynolds, από το Stanford University (http://esp.stanford.edu). Τώρα πλέον πολύ πιό εύχρηστο μέσω Graphical User Interface.Οδηγίες επι τόπου.

People

Equipment

Publications

Projects

Links

CAE Tools

Contact us

Home | University | Department