Mathematical Modeling of Heat Transfer Processes in the Systems of Environmental Diagnosis of Locomotives –Tunnels

Мета. Підвищення точності перспективних систем екологічного діагностування тепловозів - мікротунелів при визначенні одного з основних показників токсичності відпрацьованих газів тепловозного дизеля - масового викиду твердих частинок. Методи. Математичне моделювання, експериментальні дослідження, розрахунковий експеримент, аналіз і синтез інформації. Результати. Проаналізовано технологію вимірювання масового викиду твердих частинок. Розроблено математичний опис процесу тепловіддачі в тунелі, що складається з системи диференціальних рівнянь теплообміну і умов однозначності в безрозмірній формі. Експериментально визначено та перевірено на адекватність критеріальне рівняння для розрахунку коефіцієнта тепловіддачі на межі потік-стінка в будь-якому тунелі. Висновки. Теоретично та експериментально досліджено процес тепловіддачі на межі потік-стінка тунелю в різних системах екологічного діагностування тепловозів. Отримано критеріальне рівняння тепловіддачі в тунелі, використання якого дозволяє підвищити точність перспективних систем екологічного діагностування тепловозів - мікротунелів
Цель. Повышение точности перспективных систем экологического диагностирования тепловозов – микротуннелей при определении одного из основных показателей токсичности отработавших газов тепловозного дизеля – массового выброса твердых частиц. Методы. Математическое моделирование, экспериментальные исследования, расчетный эксперимент, анализ и синтез информации. Результаты. Проанализирована технология измерения массового выброса твердых частиц. Разработано математическое описание процесса теплоотдачи в туннеле, состоящее из системы дифференциальных уравнений теплообмена и условий однозначности в безразмерном виде. Экспериментально определено и проверено на адекватность критериальное уравнение для расчета коэффициента теплоотдачи на границе поток-стенка в любом туннеле. Выводы. Теоретически и экспериментально исследован процесс теплоотдачи на границе поток-стенка туннеля в различных системах экологического диагностирования тепловозов. Получено критериальное уравнение теплоотдачи в туннеле, использование которого позволяет повысить точность перспективных систем экологического диагностирования тепловозов – микротуннелей.
Purpose. Increasing the accuracy of advanced systems for the ecological diagnosis of diesel locomotives - microtunnels in determining one of the main toxicity indicators of exhaust gases of a diesel engine - mass emission of particles. Methods. Mathematical modeling, experimental studies, computational experiment, analysis and synthesis of information. Results. The technology of measuring the mass ejection of solid particles is analyzed. A mathematical description of the heat transfer process in a tunnel, consisting of a system of differential heat transfer equations and single-valued conditions in a dimensionless form, is developed. The criterial equation for calculating the heat transfer coefficient at the flow-wall boundary in any tunnel has been experimentally determined and tested for adequacy. Conclusions. The heat transfer process at the tunnel-wall boundary in various systems of ecological diagnostics of diesel locomotives was studied theoretically and experimentally. The criterial heat transfer equation in the tunnel is obtained, the use of which makes it possible to increase the accuracy of advanced systems for ecological diagnosis of locomotives - microtunnels.