원통 내부의 와류에 있는 입자의 운동 궤적 방정식을 유도하고 주변 혼합 기류가 형성되는 원리를 제안합니다.
디젤엔진의 열혼합이론을 창안했다.
주기적인 맥동 흐름의 에너지 속도 분포 방정식을 확립하고 그 주파수 영향에 대한 무 차원 방정식을 구함으로써 층류 유량계에서 수년 동안 해결되지 않은 이론 및 설계 문제를 해결했습니다. .
국내 최초의 3,000rpm 이상의 고속 디젤 엔진과 최초의 2단 프리 피스톤 엔진 압축기 연구 개발에 성공했습니다.
대학에 내연기관 전공 신설
내연기관은 1950년대 초반뿐만 아니라 국가경제, 국방 등 다양한 분야에서 널리 사용되는 동력기기이다. 우리나라는 내연기관 산업 기반이 매우 취약했고, 아직 내연기관 전공도 설립되지 않았습니다. 이 분야의 전문가인 석소희는 중국으로 돌아온 후 즉시 적극적으로 홍보하고 기획했으며 이듬해(1952) 천진대학교에 내연기관 전공을 설립하여 우리나라에서 이 전문 분야의 선구자 중 한 사람이 되었습니다. 그는 개인적으로 내연기관 교육연구실 소장을 역임하며 열공학, 가스동역학, 연소, 내연기관 설계, 고속디젤엔진 원리 및 설계, 프리피스톤 엔진 등을 강의하고 있다. 동시에 그는 중국 대학에서 일반적으로 사용되는 최초의 소련 내연 기관 교과서와 그 교수 계획 및 강의 계획서를 정리하고 번역했으며 내연 기관 실험실을 설립하고 젊은 교사 양성에 관심을 기울여 기초를 다졌습니다. 우리 나라의 내연 기관에 대한 고등 교육을 위해.
1956년 그는 우리나라 최초의 대학원 교사 중 한 명으로 선발되어 대학원생을 모집하기 시작했습니다. 이는 우리나라 전문가들의 내연기관 고급인재 양성의 시작이기도 하다. 그는 항상 교육과 과학 연구의 결합을 옹호해 왔으며, 교사의 자질과 학업 수준을 지속적으로 향상시키는 것과 국가 건설을 위한 더 나은 인재 양성을 긴밀하게 연결하여 대학이 교육과 과학 연구의 두 중심지가 될 수 있다고 주장해 왔습니다. 재능과 성과를 모두 창출한다는 목표를 달성하기 위해.
1958년 내연기관 및 열에너지 담당 제2기계부장을 역임한 뒤 천진시의 지원을 받아 천진 내연기관 연구소를 설립했다.
1960년에는 교육기관으로 확장되었으며, 공업정보화부와 천진시 주석 마오쩌둥이 공동으로 이끄는 천진 내연 기관 연구소는 그가 직접 지도하고 많은 중요한 업무를 수행했습니다. 국가과학연구과제 및 신제품 개발과제를 수행합니다. 그는 105계열과 85계열 디젤엔진과 각종 소형 가솔린엔진의 설계, 연구개발을 종합적으로 조직하고 주도하였으며 소형 고속디젤엔진 개발에 새로운 돌파구를 마련하였고 우리나라 최초의 보정속도 3000을 개발하는데 성공하였습니다. rpm ( 실험실의 새 모델(최대 4,000rpm)은 군용 발전, 쾌속정 보조 기계 및 자동차 동력의 요구를 충족할 수 있으며 우리나라 내연 기관 제품 개발에 중요한 공헌을 했습니다.
1960년에는 최초의 프리 피스톤 엔진-압축기 복합장치의 설계 및 개발을 주도하고, 『프리 피스톤 엔진』이라는 책을 집필하여 우리나라의 공백을 메우기도 했다.
1976년 우리나라의 역사적인 전환점과 함께 60대의 석소희도 교육과 과학연구에 있어서 새로운 단계에 들어섰다.
1979년 천진대학교 열물리공학과 부총장 및 소장을 역임하고, 열물리공학전공을 설립한 후 열에너지연구소를 설립하고 소장을 겸직하며 사업을 진행했다. 에너지 활용 및 개발에 대한 광범위한 연구.
1981년 그는 우리나라 최초의 박사과정 지도교수 중 한 명으로 선정됐다.
1984년 미국 월드오픈대학교 대학원 과외교수로 임명됐다.
1987년에는 제1호 내연기관 연소 국가중점연구소 설립을 주재하고, 학술위원회 위원장과 이사를 역임하는 동시에 유일한 박사후 연구를 설립했다. 우리나라 내연기관 분야의 역입니다. 그는 이 두 중요한 부서의 업무를 이끄는 전반적인 책임을 맡고 있습니다. 지금까지 박사 10명, 석사 40명을 양성하고 박사후 연구지도를 맡았다.
1981년부터 1986년까지 천진대학교 총장을 역임했다. 재임 기간 동안 천진대학교는 상당한 발전을 이루었으며 대학원, 경영대학, 석유화학공학대학원, 재료공학과, 물리학과, 화학과, 화학과를 차례로 설립했습니다. 기계공학과, 인문사회과, 외국어학과 등을 개설하여 공과대학의 융합대학에서 이공계, 인문계를 융합한 공학중심의 종합대학으로 확장할 수 있도록 노력하고 있습니다. , 관리. 그는 국제학술교류를 매우 중시하며 국내외 학계에서 많은 요직을 맡고 있다.
그는 총장에 취임한 후 외국 대학과 더욱 폭넓은 접촉과 협력을 구축했으며 미국, 영국, 캐나다, 프랑스, 독일, 일본, 폴란드, 노르웨이, 뉴질랜드의 22개 대학과 학교 간 협력 관계를 구축했습니다. 그는 해외에서 강연과 국제학술활동에 자주 초청받았을 뿐만 아니라 1984년과 1985년에 중국에서 두 차례의 국제회의를 조직하기도 했다.
1989년에는 제18회 CIMAC(세계 내연기관 국제회의)를 조직하고 의장을 맡았다. 중국 내연기관학회 회장으로서 독일 내연기관 협회와 양국 간 협력 협정을 체결했으며, 영국의 한 대학 내연기관 학회와 학술교류 협정도 체결했다. 중국 대학의 내연기관 학과 그룹 회장으로 우리나라 내연기관 학계의 방향을 설정하고 상위권에 진입하는 데 중요한 공헌을 했습니다.
복합연소장치의 발명
1950년대 후반부터 1960년대 초반까지 우리나라의 산업과 경제는 극도의 어려운 시기를 맞이하고 있었다. 당시 국산 디젤엔진의 성능은 명백히 뒤처져 있었고, 일부 제품도 생산 및 부품 수급에 어려움을 겪었다. 국민경제의 발전에는 우리의 힘으로 새로운 세대의 제품을 설계하는 것이 시급히 요구됩니다. 그 중에서 가장 중요한 문제는 당시 우리나라의 국정에 적합한 연소시스템을 찾는 것이다. 이를 위해 Shi Shaoxi는 새로운 연소 방법을 제안하고 이를 복합 연소 공정이라고 명명했습니다. 약 4년간의 실험 연구 끝에 성공하여 1963년에 평가를 통과했습니다. 복합 연소 공정의 발명은 디젤 엔진 연소 이론의 새로운 돌파구였을 뿐만 아니라, 그 응용에 기여하여 국내외에 큰 영향을 미쳤습니다. 디젤 엔진의 연료-공기 혼합 및 연소 방법과 관련하여 전통적인 "공간" 또는 "부피" 이론을 항상 따라왔습니다. 즉, 연소 시스템을 설계할 때 연료는 오일 미스트에 분사되고 균일하게 분포되어야 합니다. 오일 빔이 벽에 닿는 것을 방지하는 연소실 공간.
1955년 서독 MAN사의 Meurer는 전통적인 개념을 깨고 '유막' 또는 '벽형' 연소 공정(M 프로세스)을 제안했는데, 이는 연료의 약 95%가 연소된다는 의미입니다. 연소실 벽면에 분사되면 공기 중에 유막이 형성되고, 소량의 오일 미스트가 공간 내의 공기와 혼합되어 발화되며, 유막이 증발하여 연소됩니다. 이 공정은 회사의 일부 제품에 사용되며 조용하고 연기가 없는 좋은 결과를 얻었습니다. 그러나 우리나라에서 연구와 실습을 통해 몇 가지 한계점을 발견했는데, 가장 두드러진 문제점 중 두 가지는 당시 연료 분사 장치의 생산이 어려웠고, 냉간 상태에서 엔진 시동이 어려웠다는 점이었습니다. 우리나라의 중소형 고속 디젤 엔진 개발의 어려움에 직면한 Shi Shaoxi는 1959년에 중국의 국가 상황에 적합하고 위의 두 가지 연소 방식의 장점을 갖춘 새로운 연소 시스템을 제안했습니다. 복합 연소 과정. 그는 공간 연소와 유막 연소를 교묘하게 결합하고, 엔진 작동 조건에 따라 변화하는 실린더 내 공기 와류의 법칙을 이용하여 공간과 벽면의 연료 분포 비율을 변경하여 엔진이 시동되거나 저속으로 작동할 때 , 낮은 와류 속도로 인해 우주 연료가 증가하고 "우주형" 특성을 가지므로 엔진이 고속으로 작동할 때 높은 와류 속도로 인해 M 프로세스의 시동이 어려운 단점을 극복합니다. 벽에 연료를 바르고 "유막 유형" 특성을 개선하면 결과가 향상될 뿐만 아니라 디젤 엔진의 연소 과정을 줄이고 연료 소비율을 줄이며 특히 다양한 연료를 연소할 수 있습니다. 소형 멀티홀 인젝터를 사용하고, 우리나라에서 대량 생산되는 셀프 클리닝 핀틀 인젝터를 사용하여 당시 우리나라의 제조 및 사용조건에 적합하게 제작하였습니다. 이는 우리나라 최초의 독창적인 연소 공정일 뿐만 아니라 나중에 해외에서 등장한 유사 공정(예: 독일의 D 공정, H 공정)보다 앞선 것입니다. 일본 교토대학의 유명한 나가오 후지오(Nagao Fujio) 교수는 "Combustion in Compression Ignition Engines"라는 논문에서 이 새로운 연소과정을 평가하면서 다음과 같이 지적했습니다. "천진대학의 Shi Shaoxi 교수는 일반 연소와 벽 연소를 결합한 새로운 방법을 발명하여 효과." 복합 연소 시스템과 그 이론은 대학 교과서 "내연 기관의 원리"에 포함되었으며, 1973년 국제 기술 교류 자료로 헝가리에 제공되었습니다. 이 연소 시스템은 우리나라의 X105 시리즈 디젤 엔진에 널리 사용되었습니다. 이 시스템은 연간 출력이 700,000kW 이상인 30개 이상의 공장에서 생산되었습니다. 이 성과로 1982년 국가발명상 2등상을 수상하였다.
내연기관 실린더 흐름 및 연료 스프레이에 대한 연구
Shi Shaoxi는 교육, 행정 및 시간제 사회 사업 분야에서 많은 리더십 직책을 맡고 있지만 항상 학문적 리더였으며 Wire는 과학 연구 작업을 최우선으로 생각합니다.
그는 항상 다른 사람들의 선진 아이디어와 기술을 우리나라의 실제 상황과 개발 요구와 결합하여 학습하고 흡수하며 이를 과학 연구 실무에 실천하는 것을 기반으로 자신만의 혁신 경로를 취하는 것을 옹호해 왔습니다. 따라서 그는 서로 다른 두 가지 성질의 전통적인 '공간형'과 '유막형' 연소 방식을 서로 보완하고 교묘하게 결합하여 복합 연소 시스템을 만들었을 뿐만 아니라 앞으로도 계속해서 연구를 진행해 왔으며, 유체역학에서는 연소, 실린더 내 유동, 연료 원자화에 관한 실험적 연구에서 새로운 진전과 결과가 지속적으로 만들어지고 있습니다. 연소실 내 공기 운동과 입자 운동에 대한 연구에서 그는 회전하는 공기 흐름에서 입자 운동에 대한 새로운 방정식을 제안했습니다. 실험에 따르면 이 방정식은 사람들이 과거에 사용했던 Pishinger 방정식보다 훨씬 더 정확합니다. 이론적, 실험적 연구를 통해 열혼합 이론을 개발하고 디젤 엔진 주변의 혼합물 형성 원리를 제안했다. 직접 분사 디젤 엔진의 압축 과정 중 난류장의 규칙 변화에 대한 연구에서 그는 압축 과정 중 에너지 변환에 대한 포괄적인 분석을 수행하고 연소의 여러 부분에서 난류 강도의 변화하는 규칙을 발견했습니다. 상사점 근처의 챔버. 이 새로운 법칙의 발견은 혼합가스의 형성과 연소를 이해하는 데 큰 의미가 있습니다. 그는 엔진 충전 과정에 대한 연구에서 흡입 말기의 실린더 내 소용돌이 비율에 대한 계산 공식도 제안했으며, 이는 국제적으로 사용되는 Ricardo 공식보다 더 정확하다는 것이 실험을 통해 입증되었습니다. 오랫동안 내연기관 과학자들은 항상 연소 에너지 절약에 중점을 두어 왔으며, 그 핵심은 연료와 공기의 가장 효과적인 혼합 및 연소를 달성하는 방법에 있습니다. 이를 위해 실린더 내부의 가스 흐름 패턴을 밝히는 데 중점을 두는 동시에 연료 분사 특성에 대한 연구도 진행했습니다. 그는 디젤 엔진의 분사 특성을 연구하기 위해 고속 쉴리렌 방법, 레이저 홀로그래피 방법, 레이저 그림자 방법, 레이저 회절 방법 및 가스 분사 시뮬레이션 방법을 사용하여 몇 가지 중요한 결과를 얻었습니다. 예를 들어, 오일 빔의 벽 튀김은 혼합 및 연소에 중요한 영향을 미칩니다. 적절한 벽 튀김은 혼합 속도를 높이고 연소 속도를 가속화할 수 있지만 벽에 부딪히는 연료가 너무 많으면 반대 효과가 발생합니다. 분사 압력이 높으면 연료 제트는 "연행" 효과를 발생시켜 연료 빔 주위에 소용돌이 운동을 일으킵니다. 이러한 현상을 토로이달 운동이라고 하며, 사출압력이 높을수록 토로이달 운동의 강도가 커집니다. 이것은 새로운 발견입니다. 실험에 따르면 분사 압력이 130MPa에 도달하면 스프레이의 SMD 값이 기존 분사 압력 하의 값(일반적으로 5~10미크론)보다 훨씬 작다는 것이 입증되었습니다. 또한, SMD는 스프레이 축을 따라 전방으로 증가하는 경향이 있고 스프레이 반경을 따라 바깥쪽으로 증가하는 경향이 있으며, 오일 제트의 끝과 주변에는 아직 증발하지 않은 연료의 양이 여전히 많은 것으로 나타났습니다. 이는 연료가 노즐 구멍에서 분출된 직후 바로 증발해 증기로 변한다는 과거 일부 학자들의 주장과도 다르다. 이러한 새로운 발견은 디젤 엔진의 혼합물 형성 및 연소 과정 연구에 큰 의미를 갖습니다.
새로운 엔진 테스트 기술에 대한 연구
오늘날 세계는 내연기관의 성능 및 배기가스 배출 요건이 점점 더 엄격해지고 있으며, 이로 인해 일련의 이론적, 실제적 문제에 대한 심층적인 연구와 해결이 필요합니다. . 그러나 내연기관 실린더 내에서 오일과 가스의 혼합 및 연소는 매우 복잡한 일시적인 과정으로, 고유한 법칙을 탐구하고 숙달하기 위해서는 테스트 기술이 결정적인 수단이 되었습니다. Shi Shaoxi는 수년 동안 이 분야의 신기술 개발 및 적용에 큰 중요성을 부여해 왔으며 많은 결과를 얻었습니다. 1949년 초에 그는 내연 기관의 공기 소비량을 측정하기 위한 칩 점성 유량계를 성공적으로 개발했습니다. 1957년에는 "내연 기관의 공기 소비량 결정"이라는 논문을 발표하여 속도 변화를 종합적으로 분석했습니다. 맥동류의 변화와 압력 변화가 측정 오류에 미치는 영향, 그리고 측정 오류를 제거하거나 줄이는 방법을 제안합니다. 이는 또한 우리나라에서 이 분야에 대해 발표된 최초의 논문으로, 관련 전문가들의 관심을 끌고 이 분야의 연구 개발을 촉진했습니다. 또한 그는 최초로 실린더 내 유량 측정에 입자 추적 방법을 적용해 국제적인 주목을 받았습니다. 내연기관 실린더 압력 측정 오류와 그 해결은 항상 국제 내연기관 커뮤니티가 매우 중요하게 여기는 문제였지만 아직 만족스럽게 해결되지 않았습니다. 이를 위해 Shi Shaoxi는 이 주제에 대한 연구를 수행했으며 1987년 영국 기계 공학 협회가 주최한 국제 회의에서 "내연 기관 실린더 압력 측정의 수치 시뮬레이션 및 디지털 신호 처리에 관한 연구"라는 논문을 발표했습니다. 최초로 내연기관 실린더 압력 측정에 디지털 신호 처리 및 디지털 필터링 기술이 성공적으로 적용되었으며, 실린더 압력을 측정하는 새로운 방법이 제안되었습니다. 이 방법에서는 열충격 효과를 피하기 위해 짧은 압력계 채널이 유지되는 반면 채널 효과는 디지털 필터링을 사용하여 필터링됩니다.
동시에 현재 일반적으로 사용되는 "평활화 방법"을 대체하기 위해 동력계 다이어그램을 처리하기 위해 세 가지 디지털 필터링 방법이 개발되었으며 좋은 결과를 얻었습니다. 또한, 내연기관 동력계 선도의 측정오차에 대한 열역학적 보정방법도 제안되었다. Shi Shaoxi는 또한 레이저 안개 측정 및 속도 측정 기술 분야에서 많은 작업을 수행했습니다. 예를 들어, 1987년에 그는 레이저 회절 원리를 사용하여 디젤 엔진 스프레이 필드에 대한 자동 분석 및 측정 시스템을 성공적으로 개발했습니다. 이 시스템은 배열 광전 검출기의 병렬 변환, 다중 채널 동기식 트리거 병렬 샘플링 및 디지털 지연 제어의 특성을 가지며 디젤 엔진 및 기타 분사 엔진에서 순간적으로 변화하는 스프레이 필드의 실시간 자동 분석 및 측정에 적합합니다. 테스트를 위해 분사 과정 중 다양한 순간을 분석할 수 있습니다. 이 성과는 전문가들의 평가를 받아 국제 선진 수준에 도달했습니다. 1988년에 그는 전통적인 LDA 구성 모델을 돌파하고 가변 주파수 광 주파수 편이 기술과 광전 하이브리드 피드백 기술을 사용하여 광 경로와 회로를 폐쇄 루프 네거티브 피드백 추적에 연결하는 광전 변조 피드백 레이저 도플러 속도계를 성공적으로 연구했습니다. 루프를 개선하여 신호 대 잡음비를 개선하고 비용을 절감합니다. 이번 연구 결과로 국내 특허를 획득했다.
내연기관의 메탄올 활용에 관한 연구
글로벌 석유위기의 출현으로 내연기관은 연료자원 부족과 연소로 인한 대기환경 오염에 직면해 있다. 석유 제품 문제가 커지고 있습니다. 이러한 이유로 많은 국가에서는 내연기관 연료로 비석유 제품에 대한 연구를 활발히 진행하고 있으며, 그 중 메탄올은 자원이 풍부한 잠재적인 연료이다. 내연기관의 대체 연료로 사용하면 디젤과 휘발유를 많이 절약할 수 있을 뿐만 아니라 배기가스 배출과 오염물질도 줄일 수 있다. 이에 시소희는 1980년에 우리나라에서 처음으로 디젤엔진용 메탄올에 대한 연구를 진행하였고, 제15, 16차 국제내부학술회의에서 "디젤엔진의 대체연료로서의 메탄올에 관한 연구"와 "이중연소"를 발표하였다. 연소 엔진 연소. "연료 연소를 위한 메탄올 사용에 관한 연구" 논문. "이중 연료 방식을 이용한 디젤 엔진의 메탄올 연소를 위한 연료 제어 시스템에 관한 연구"라는 논문이 제8회 국제알코올연료학술대회에서 게재되었습니다. 1988년에는 492Q 가솔린 엔진을 대상으로 순수 메탄올(M100) 연소에 대한 연구가 성공해 기존 엔진 대비 열효율이 33~48% 향상됐고, 연료 소모율도 국제 선진 수준에 이르렀다. 1989년에는 "열간 점화 방식을 이용한 순수 메탄올(M100) 연소 디젤 엔진에 관한 연구"가 완료되어 기존 디젤 엔진에 비해 열효율이 4% 향상되었으며, 출력도 9.6% 향상되었습니다. 이러한 성과는 우리나라가 미래에 석유를 많이 절약하고 내연기관 연료 자원을 확대할 수 있는 새로운 길을 열었습니다.
단행본 및 대형 참고 도서 편집
Shi Shaoxi는 교육 및 과학 연구로 바쁜 동시에 단행본, 논문 및 대형 참고 도서 편집에도 전념하고 있습니다. 국내외 출판물에 70편 이상의 논문을 발표했다.
1983년에는 우리나라 내연기관 업계 유일의 고급 학술지인 '내연기관 저널'을 창간했다. 중국어 원고와 영문 원고를 포함하여 국내 및 외국 원고를 모두 포함하고 있으며, 출판된 논문은 많은 외국 정보 시스템에 포함되어 국내외에 큰 영향을 미쳤습니다. 또한 그는 잡지 "연소 과학 기술"의 편집장이자 "Acta Thermophysics"의 부편집장, "Science China" 및 "Science"의 편집위원을 겸직하고 있습니다. 회보".
1984년 중국농업기계출판사는 그가 편집한 380만 단어가 넘는 '디젤 엔진 설계 매뉴얼'을 출판했다. 디젤엔진 설계 경험을 종합적으로 정리하고 외국의 최신 기술 성과를 집대성한 우리나라 최초의 대규모 참고서로 실용성과 학문적 가치가 높다.
1988년부터 300만 단어가 넘는 '내연기관 설계 매뉴얼'을 편집해 1992년 기계공업출판사에서 핵심 과학기술서적으로 출간했다. 또한 그는 "중국 백과사전" 기계편의 동력 기계 부문 편집장이기도 합니다. 그는 또한 국가과학기술위원회에서 수립한 '1960년 국가과학기술장기발전계획', '1978~1985년 국가과학기술발전계획' 등 다양한 시기 우리나라 과학기술 발전 기획사업에 참여하기도 했다. 개요'와 1986~2000년 기초연구의 장기발전계획 수립 등을 통해 우리나라 과학기술 발전에 기여해 왔다.