В самом здоровом случае, при расходе 50 мл за 100 часов - 20% перегретого масла окажется обратно в кольцах -
Короткая интерпретация результатов (физический смысл):
За 100 часов, при заданном жёстком ограничении потерь ≤50 mL/100ч, модель с указанными p/h/r выдаёт, что суммарно ≈[imath]61.22\ \text{mL}[/imath] масла подвергнется локальному нагреву выше 350 °C; из этого ≈[imath]11.22\ \text{mL}[/imath] вернётся к кольцам/плёнке как жидкость, а ровно 50 mL/100ч будет потеряно (испарено/пиролизировано/коксировано) — это и есть ваше ограничение. На уровне одного рабочего такта возвращается ≈0.581 μg масла (вся установка).
Резюме (одно предложение): при ваших условиях и выбранных допущениях за 100 часов работы перегретого (>350 °C) масла будет ≈[imath]61.22\ \text{mL}[/imath], из которых ≈[imath]11.22\ \text{mL}[/imath] вернётся к кольцам/плёнке, а остаток в 50 mL/100ч будет утрачен как требуемое ограничение.
Исходные коэффициенты:
[imath]p = \{bl=0.20,\ tum=0.50,\ fil=0.30\}[/imath]
[imath]h = \{bl=0.90,\ tum=0.60,\ fil=0.20\}[/imath]
[imath]r = \{bl=0.015,\ tum=0.12,\ fil=0.90\}[/imath]
Агрегаты:
[imath]C_{loss} = \sum p_m h_m (1-r_m) = 0.44730[/imath]
[imath]C_{hot} = \sum p_m h_m = 0.54[/imath]
[imath]C_{return} = \sum p_m h_m r_m = 0.09270[/imath]
Потери заданы: [imath]Lost = 50\ \text{mL}/100h[/imath]
[imath]Lost_h = 0.5\ \text{mL}/h[/imath]
Расчёт допустимого потока:
[imath]I_{max} = \frac{Lost_h}{C_{loss}} = \frac{0.5}{0.44730} \approx 1.11782\ \text{mL/h}[/imath]
Итоги при Lost = 50 mL/100h:
• Перегретое: [imath]H = I_{max}\,C_{hot} = 0.60362\ \text{mL/h} \to 60.362\ \text{mL}/100h[/imath]
• Возврат: [imath]R = I_{max}\,C_{return} = 0.10362\ \text{mL/h} \to 10.362\ \text{mL}/100h[/imath]
• Потери: [imath]Lost = 50.000\ \text{mL}/100h[/imath]
(баланс: 60.362 = 10.362 + 50.000)
Итоги при Lost = 100 mL/100h:
• Перегретое: [imath]H = 1.20724\ \text{mL/h} \to 120.724\ \text{mL}/100h[/imath]
• Возврат: [imath]R = 0.20724\ \text{mL/h} \to 20.724\ \text{mL}/100h[/imath]
• Потери: [imath]Lost = 100.000\ \text{mL}/100h[/imath]
На цилиндр (4 цилиндра):
• При Lost = 50: [imath]R_{cyl} = 2.5905\ \text{mL}/100h[/imath]
• При Lost = 100: [imath]R_{cyl} = 5.1811\ \text{mL}/100h[/imath]
Итого:
Снижение вязкости слоя до ~2 cP усиливает дренаж плёнки, поэтому при том же расходе масла (50–100 mL/100h) возврат перегретого масла к кольцам возрастает до ~10–21 mL/100h (в зависимости от режима).
До 20% объема масла от расходуемого - возвращается в кольца после перегрева выше 350°C
Во-первых, есть различие между формой масла в камере/подпоршневом пространстве: это либо непрерывная тонкая плёнка, либо локальные «пу́лы» (пулы) и капли на короне поршня, либо дисперсный туман/капли разных размеров; каждое состояние подчиняется собственной физике переноса. Тонкая ламинарная плёнка на стенке и на короне стекает под действием силы тяжести и градиентов давления; для оценки объёмной скорости дренажа полезна классическая формула (низкий Re, ламинарный режим плёнки): [imath]q\sim\dfrac{\rho g h^3}{3\mu}[/imath], где [imath]h[/imath] — локальная толщина плёнки, [imath]\mu[/imath] — вязкость. отсюда важный вывод: объёмный дренаж масштабируется с третьей степенью по толщине плёнки, поэтому даже небольшое увеличение локальной толщины (пулы, неровности, адгезионные наслоения) даёт экспоненциально больший «отток» обратно к кольцам. В реальном двигателе под поршнем и в канавках кольцевого пакета регулярно образуются локальные пласты масла толщиной много больше усреднённой рабочих десятков—сотен нанометров, и именно они дают значительную жидкую фракцию возврата. Во-вторых, туман и капли: их распределение по размерам диктует, что крупные капли (порядка 10 μm и больше) быстро «падают» и оседают на стенки, тогда как субмикронные частицы остаются в поле газового потока. Для оценки скорости оседания в низком Re справедлива формула Стокса, показывающая квадратичную зависимость от диаметра: [imath]v_s=\dfrac{(\rho_{oil}-\rho_{air})g d^2}{18\mu_{air}}[/imath]. это означает, что дробь объёма, представленная более крупными каплями, имеет значительно большую вероятность физически вернуться в жидком виде — либо непосредственно осев, либо слившись с плёнкой при контакте. Третья важная группа процессов — аэродинамическое унесение и разрушение капель: при больших скоростях газов и завихрениях (вблизи колец, в зоне blow-by и на впуске) мелкие капли испытывают силовое дробление (Weber-число), интенсифицирующее распыл и перевод объёма в устойчивую аэрозоль/пар, который уже не вернётся жидким. Четвёртый механизм — прорывные газы (blow-by) и обратные потоки: горячие, ускоренные газы, проходя через кольцевой зазор, могут одновременно «выдуть» масло из канавок и унести мелкие капли вверх, но при смене режимов (частые реверсы, торможение двигателем, моменты отрицательного давления во впуске) часть этих частиц и паров может быть отфильтрована, осаждена и реадсорбирована на более холодных участках и вернуться физически в виде жидкости. Пятое — тепловая кинетика и химия: нагрев до выше ≈350 °C приводит к интенсивной термодеструкции — испарению лёгких фракций, пиролизу и коксованию — но нагрев по глубине ограничен временем контакта и низкой теплопроводностью масла, поэтому за один рабочий такт только верхние микронные слои плёнки успевают радикально измениться; нижние слои остаются «живыми» и стекают назад. Это даёт одновременно два эффекта: большая часть объёма, представленная непрерывной, относительно толстой плёнкой и крупными каплями, остаётся доступной для возврата, тогда как тонкая дисперсная фракция подвержена необратимой потере. Шестой фактор — вязкость и поверхностное натяжение: снижение вязкости делает плёнки более текучими и ускоряет дренаж (увеличивая объём возвращаемой жидкости), но одновременно снижает устойчивость капель к дроблению в потоке и повышает испаряемость тонкой фракции, поэтому эффект двоякий — выигрыш по плёнке и потеря по туману. Суммарный результат этих конкурирующих процессов — ненулевая фрикционная нормализация: при типичных режимах и распределениях по слоям/каплям часть объёма оказывается в состояниях, которые по временному и пространственному критерию имеют шанс пройти назад до того, как будут термически разрушены; численно это может давать до ≈20% возвращённого объёма от того, что считается «расходом», если присутствуют значимые локальные пулы/толстые плёнки и достаточное количество крупных капель. Практически это означает: когда вы видите «возврат» 10–20% по объёму, за этим стоит комбинация (а) локальных плёнок/пулов, обеспечивающих дренаж по [imath]h^3[/imath]-закону, (б) присутствия капель крупного размера, которые по закону Стокса оседают быстро, (в) режимов давления и обратных потоков, которые реадасорбируют аэрозоль и насыщают плёнку, и (г) достаточно медленного кинетического разрушения масла (время нагрева меньше времени стока нижних слоёв). С точки зрения прикладной диагностики это даёт чёткие ожидания: высокий относительный возврат указывает на наличие локальных толстых плёнок или крупнокапельного распределения, тогда как низкий возврат при прочих равных указывает на доминирование мелкодисперсного тумана и интенсивное аэродинамическое унесение. Для диссертационной методики это можно описать концептуально так: объёмный баланс определяется не только суммой образовавшихся паров/аэрозоля, но и спектром размеров частиц и профилем толщин плёнок, причём чувствительность к геометрии короны и буксировочным условиям велика (малые изменения h или d дают большие изменения R из-за зависимостей вида [imath]h^3[/imath] и [imath]d^2[/imath]). Заключение: до 20% объёма расходуемого масла возвращается в кольца.
но здесь каждый должен сам.. Без подсказок.