کتاب انتقال حرارت در موتورهای احتراق داخلی

موتورهای احتراق داخلی موتورهای حرارتی هستند که انرژی شیمیایی سوخت را به انرژی مکانیکی تبدیل میکنند در این موتورها به طور معمول انرژی سوخت که در محفظه احتراق آزاد میشود به سه طریق از موتور خارج میشود؛ بخشی از آن صرف تولید توان می گردد، بخشی دیگر به صورت گازهای داغ از طریق اگزوز خارج میشود و بخش دیگر به صورت انرژی گرمایی از موتور دفع می گردد.

این کتاب به بررسی تجزیه و تحلیل بخشی از انرژی سوخت که به صورت انتقال حرارت از موتور دفع میگردد خواهد پرداخت به طور کلی داشتن انتقال حرارت مناسب در موتورهای احتراق داخلی از جنبه های گوناگونی حائز اهمیت است که از جمله ی آنها می توان به محافظت از مواد به کار رفته در بخشهای حساس موتور با توجه به محدودیت های طراحی مواد بهبود عملکرد موتور بهبود عملکرد روغن کاری کاهش سطح آلاینده ها و کاهش پدیده ی ضربه اشاره کرد در ادامه سعی میشود تا اهمیت هر یک از موارد مذکور به اختصار بیان شود.

۱-۱-۱- محافظت از مواد به کار رفته در بخشهای حساس موتور با توجه به محدودیتهای طراحی مواد در موتورهای درون سوز برخلاف موتورهای برون سوز که فرآیند احتراقی پیوسته دارند، غیر پیوسته بودن احتراق موجب میشود تا دمای اجزای آن کمتر از حداکثر دمای احتراق موتور باشد [۱] با این حال میبایست از کمتر بودن دمای بخشهای خاصی از موتور که عمدتاً در دیواره داخلی سیلندر به کار رفته اند نسبت به حداکثر دمای طراحی آنها اطمینان حاصل نمود برای داشتن دیدگاهی بهتر پیرامون این موضوع به یک بررسی کمی در این باره میپردازیم

ضریب انتقال حرارت هدایت (k) پره ها تا آنجا که ممکن است باید زیاد باشد. امروزه بیشتر پره ها را از آلمینیوم میسازند؛ چرا که آلومینیوم با داشتن رسانایی زیاد دارای وزن کم و در عین حال ارزان است.

نسبت محیط پره به مساحت سطح مقطع باید زیاد باشد به عبارت دیگر پره ها باید تا جایی که امکان دارد به صورت صفحات نازک باشند.

استفاده از پره ها در محیطهایی که ضریب انتقال حرارت جابجایی آنها کم است موثرتر است. بر همین اساس پره ها در محیطهای گازی به نسبت محیطهای مایع دارای ضریب تاثیرگذاری بیشتری هستند از این رو است که به عنوان مثال پره ی رادیاتور اتومبیل را در طرف هوا قرار میدهند.

پس از انتخاب جنس و سطح مقطع پره مهمترین گام تعیین طول پره است. ممکن است گفته شود که هر چه طول پره بیشتر شود مساحت جانبی آن بیشتر شده و نرخ انتقال حرارت افزایش مییابد اما بایستی به این نکته توجه داشت که دما در طول پره کاهش می یابد و در جایی از طول پره دمای آن با محیط برابر می شود. عملاً از این نقطه به بعد هیچ گونه انتقال حرارتی وجود ندارد بنابراین باید طولی از پره که به ازای آن دمای پره با دمای محیط یکسان میشود را معیار قرار داد برای این منظور از رابطه ی (۴۵۲) استفاده میشود که به آن رابطه ی پره ی بلند نیز اطلاق می گردد.

موتورهای احتراق داخلی همواره بخش قابل توجهی از فعالیتهای مراکز دانشگاهی و صنعتی را در سر تا سر دنیا به خود اختصاص داده است. از جمله بخشهای بسیار مهم در زمینه موتورهای احتراق داخلی جنبه انتقال حرارت آن است که تا حدودی فراموش شده است کتابی را که پیش رو دارید می توان به نوعی اولین کتاب پیرامون مباحث انتقال حرارت در موتورهای احتراق داخلی دانست که حاصل چندین سال تحقیق و تدریس دانشگاهی و همچنین تجارب صنعتی در این عرصه است. این کتاب بر آن است تا با پرداختن به این موضوع بخش هایی از خلاء موجود در زمینه انتقال حرارت موتورهای احتراق داخلی را پر کرده و بدین وسیله گامی در راستای پیشبرد اهداف جامعه علمی و صنعتی ایران عزیز بردارد.