Nowe rozwiązanie układu wylotowego silników spalinowych maszyn górniczych przeznaczonych do prac w strefie zagrożonej wybuchem
Wariant tytułu
A new solution for the exhaust system of internal combustion engines of mining machines for work in explosive atmospheres
Autor
Lesiak, Krzysztof
Brzeżański, Marek
Prostański, Dariusz
Data wydania
2024
Miejsce wydania
Gliwice
Wydawca
Instytut Techniki Górniczej KOMAG
Tytuł serii
Prace Naukowe - Monografie KOMAG
Numer w serii
58
Numer w serii
Komag - Monograph 2024.5
Język
polski
e-ISBN
978-83-65593-42-9
Słowa kluczowe
silniki spalinowe, bezpieczeństwo eksploatacji, górnictwo
Abstrakt
W monografii zaprezentowano opracowany system wylotowy silników spalinowych, przeznaczonych do pracy w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Przedstawiono wymagania stawiane tego typu układom napędowym z uwzględnieniem obecnie obowiązujących przepisów krajowych i unijnych. Zaprezentowano obecnie stosowane rozwiązania techniczne wykorzystywane w górniczych spalinowych układach napędowych. Opisano zaproponowaną koncepcję układu wylotowego spalin obejmującego m.in. nowe podejście do budowy wymiennika ciepła, stosowanego w tego typu urządzeniach, wykorzystującego rurki ciepła. Wskazano na celowość opracowania nowego rozwiązania, które przyczyni się do wyeliminowania bieżącej obsługi układu schładzania spalin oraz zmniejszenia jego masy i wymiarów. Zawarto wyniki, z przeprowadzonych badań identyfikacyjnych górniczego spalinowego układu napędowego oraz badań laboratoryjnych rurek ciepła, które posłużyły m.in. jako dane wejściowe do dalszych badań modelowych. Opracowano narzędzia inżynierskie w postaci modeli matematycznych, wspomagające projektowanie systemów wylotu spalin silników według proponowanej koncepcji. W wyniku analizy trzech konfiguracji geometrycznych nowego rozwiązania wymiennika, zaproponowano docelową konfigurację, mktórą poddano weryfikacji z wykorzystaniem badań CFD.
The monograph presents the development of a new exhaust system for internal combustion engines intended for use in potentially explosive atmospheres. The requirements for this type of drive systems have been presented, taking into account the current national and EU regulations. The currently used technical solutions applied in exhaust systems of combustions engines in mining machines were presented. A proposed concept for the exhaust gas system is described, including a new approach to the construction of the heat exchanger used in such devices, utilizing heat pipes. The advisability of developing a new solution has been highlighted, which would help eliminate the need for ongoing maintenance of the exhaust cooling system and reduce its weight and dimensions. The results of the conducted identification tests of the mining combustion drive system and laboratory tests of heat pipes, which were used, among others, as input data for further model studies, have been included. As a result of the work, engineering tools were developed in the form of mathematical models, supporting the design of engine exhaust systems according to the proposed concept. As a result of the analysis of three geometrical configurations of new solution of the heat exchanger, a final configuration was proposed, which was verified with the use of CFD simulations.
