تحليل يك بعدي تماس حرارتي سوپاپ دود و نشيمنگاه به روش شناسايي سيستم

كارشناسي ارشد

تماس حرارتي سوپاپ دود و نشيمنگاه از مسايل مورد بحث روز مي باشد. در اثر تماس سوپاپ دود با نشيمنگاه بدليل درجه حرارت بالاي سوپاپ، نشيمنگاه دچار سوختگي و تغيير شكل مي شود. با گذشت زمان در اثر تماسهاي متناوب اين تغيير شكل سبب شكستگي ساقه سوپاپ ميگردد. در صورت جمع شدن ذرات و كربن در محل تماس، اين مواد بصورت عايق حرارتي عمل كرده و از خنك شدن سوپاپ جلوگيري مي كنند و در نتيجه مشكل Knock پيش مي آيد كه سبب افزايش آلودگي محيط و ناقص بودن احتراق ميگردد. لذا با توجه به اهميت موضوع لازم است كنترلي روي درجه حرارت سوپاپ دود در محل تماس صورت گيرد، كه براي اين كار در اينجا از روش System Identification استفاده خواهد شد. مزيت اين روش در اين است كه نيازي به داشتن اطلاعات فيزيكي پيشيني در مورد نحوة تغييرات كميات مجهول در صورت استفاده از مدلهاي جعبه سياه نمي باشد و روش حل بطور اتوماتيك شكل تابع تبديل و ارتباط ورودي و خروجيها را ارائه مي دهد. در اين روش با داشتن درجه حرارت دو طرف محل تماس مي توان دماي محل تماس را به روش تحليلي تخمين زد. به همين منظور از دستگاه شبيه ساز تماس حرارتي سوپاپ و نشينگاه كه ساخته و كاليبره شده، استفاده شده است. فرضيات ساده‌كننده اي كه براي اين تحليل در نظر گرفته شده است، هدايت حرارتي يك بعدي بين دو استوانه طويل، معلوم بودن درجه حرارت طرفين و صرفنظر از تشعشع حرارتي مي باشد. در اين پايان نامه از نرم افزار Matlab براي برنامه نويسي و شناسايي سيستم استفاده شده است. منابع استفاده شده در اينجا شامل مقالات موجود در زمينة تماس حرارتي اجسام، كتب و جزوات مربوط به درس System Identification و نتايج تجربي حاصل از تست دستگاه شبيه ساز تماس حرارتي سوپاپ و نشينگاه بعنوان وروديها مي باشد. در اينجا پس از بررسي مدلهاي مختلف جعبه سياه، مدلي پارامتريك از نوع ARMAX ارائه شده كه بخوبي مي تواند سيستم و انتقال حرارت در محل تماس سوپاپ و نشيمنگاه شبيه سازي شده توسط دو ميله را چه در حالت تماس دائم و چه تماس پريوديك و به ازاي شارهاي مختلف تخمين بزند. به عبارت ديگر ميتوان با داشتن تنها دماي دو نقطه از ميله ها، به روش تحليلي و با دقت بسيار بالا دماي محل تماس و نيز تمامي نقاط هر دو ميله را در هر لحظه، چه گذرا و چه پايدار بدست آورد كه اين مساله موفقيتي بزرگ، در كنترل دماي سوپاپ و يا نشيمنگاه محسوب مي گردد. نتايج حاصل از اين روش قابل تعميم به ساير مسائل تماس حرارتي نيز مي باشد.

200471

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندس نورپور

پروفسور شجاعي فرد