بررسی انتقال حرارت از سر سیلندر موتورهای هوائی

دریک موتور احتراق داخلی سرسیلندر یک عضو حساس بشمار می آید زیرا طی مدت طولانی در مجاورت گازهای داغ داخل سیلندر بوده و درجه حرارت آن علاوه براینکه باید کمتر از درجه حرارت بحرانی فلز موردنظر باشد، انتقال حرارت از آن نیز یک فاکتور موثر در راندمان موتور میباشد. و از عوامل مهم در مقدار آن دور موتور، میزان آدوانس موتور، دمای محیط و ... می باشد. برای بررسی انتقال حرارت از سرسیلندر لازم است که ضریب انتقال حرارت جابجائی بین محصولات احتراق و دیواره سرسیلندر، همچنین ضریب انتقال حرارت جابجائی بین سیال خارجی و دیواره خارجی تعیین گردد. بدلیل ویژگیهای خاص هندسه سرسیلندر، جریان (شتاب زیاد، تراکم پذیری و ...) و اغتشاشی که در اثر احتراق در هر مرحله از سیکل بوجود می آید، مسئله پیچیدگی زیادی پیدا می کند. در این پروژه بعنوان نمونه سر سیلندریک موتور دو زمانه هوائی که عامل پرواز یک وسیله هوائی است را مورد بررسی قرار می دهیم . پس از مطالعه مختصری در مورد ماهیت مسئله و پیچیدگیهای موجود مدل مناسبی انتخاب شده است . در این مدل طی هر لحظه درجه حرارت گازهای داخل سیلندر و محفظهء احتراق را بصورت یکنواخت فرض می کنیم، همچنین با تحلیلهای انجام شده روی نحوه انتقال حرارت بدنه سرسیلندر، پس از آن با استفاده از فرمول nusselt (8) معادلات انتقال حرارت در داخل، دیواره و خارج سرسیلندر را طی یک برنامه کامپیوتری که در ضمیمه قرار گرفته حل کرده و ضریب انتقال حرارت لحظه ای کل، درجه حرارت لحظه ای سرسیلندر در داخل و خارج، انتقال حرارت لحظه ای کل، جابجائی، تشعشعی و ... را محاسبه می کنیم . سپس تمام مقادیر لحظه ای را متوسط زمانی گرفته و مقدارهای متوسط هریک را برحسب دورهای مختلف طی یک سیکل بدست می آوریم. طبق بررسیهای تجربی انجام شده توسط eckert - drake (3) مقدار انتقال حرارت تشعشعی در موتورهای احتراق داخلی باید در حدود 5 درصد انتقال حرارت کلی به دیواره باشد، که با مقایسه نتایج حاصله در این پروژه در همان حدود مذکور قرارگرفته است . همچنین مقدار درجه حرارت سرسیلندر محاسبه شده با کاتالوگ موتور مربوطه سازگاری دارد.