考虑固壁导热的活塞环-气缸套润滑摩擦特性的影响因素研究

在考虑活塞组-气缸套固体部件间瞬态导热的基础上,把柴油机缸内燃气、活塞、活塞环、润滑油膜、气缸套和冷却介质作为一个耦合体,将三维瞬态热传导模型和润滑油膜传热模型引入流体动压润滑分析理论,建立了活塞环-气缸套的三维非稳态热混合润滑摩擦模型.利用该模型对一6110型柴油机的活塞环-气缸套进行了深入研究,探讨了表面粗糙度、活塞环平均基准压力对该摩擦副润滑摩擦性能的影响.研究表明,活塞组-气缸套间的固壁导热直接影响活塞环-气缸套的温度场,进而影响到该摩擦副的润滑摩擦状况;随活塞环平均基准压力的增大,膜厚变薄,油膜温度增加,粘度减小,油膜摩擦热除上死点附近有所增加外,其余部分基本上没有变化,说明对活塞环-气缸套系统进行三维润滑摩擦分析是非常必要的;当表面粗糙度增加后,油膜厚度、摩擦热、温度都有所增加,油膜粘度相应减小.     

波壁管几何尺寸对流动与传热特性的影响

基于数值模拟的方法,分析在低雷诺数下波壁管波形变化对流体流动与传热特性的影响,并分析了相同功耗下波壁管的综合传热性能。结果表明:波幅和波长变化对波壁管传热均有影响,强化效果与波幅成正比,与波长成反比;当功耗相同时,小波幅的波壁管有较好的综合换热效果,大波幅的波壁管强化传热以较大能量消耗作为代价;雷诺数大于2 000时,增大波长能达到较好的综合换热效果。     

活塞环-气缸套纳米润滑油强化传热的机理研究

内燃机活塞环-气缸套之间润滑油膜存在流体润滑、薄膜润滑以及干摩擦状态共存的现象。针对其中的流体润滑状态,采用Euler-Lagrange算法考察了加入纳米颗粒后对基础润滑油传热性能的影响。结果表明,由于纳米颗粒的加入对流场产生扰动,表现为速度边界层减薄,加速了润滑油与壁面热量传递过程,显著提高了润滑油的换热能力。以体积分数为0.5%、1.0%和1.5%、粒径为50nm的金刚石纳米润滑油为例,相对于基础润滑油,平均对流传热系数分别提高了2.5%、5.4%和7.3%。     

间歇性大功率相变热沉研究

针对某300W大功率间歇式热源,选用9wt%膨胀石墨-56号石蜡复合材料作相变工质,铝翅片作导热结构,基于Fluent软件,采用等效比热容数学模型,在安全温度为65℃情况下,设计得到能稳定运行3500s的相变热沉。针对该相变热沉,为验证等效比热容数学模型的可靠性,搭建了相变热沉测试系统,研究了热源功率及相变工质对热沉控温性能的影响。结果表明：等效比热容数学模型有效可靠;相变材料熔点越低,相变热沉温控时间越长;而热源输入功率越高,相变工质熔点的影响将变小。此外,为降低系统内部温差、减少石蜡泄露以及降低加工成本,进一步提出了热管-回转式翅片相变热沉,热管-回转式翅片相变热沉在热源功率为300W条件下,温控时间高达4300s,内部温差仅在1.6℃以内。     

臭氧强化内燃机燃烧研究

对臭氧强化内燃机燃烧的机理进行了探讨；并采用高频高压脉冲洞面放电技术，成功地研制了一台柴油机用臭氧发生装置；利用该装置，以空气为原料产生臭氧，对进 含有一定浓度臭氧的柴油机的燃烧及排放性能进行了实验研究。实验结果表明，臭氧具有催化和强化内燃机燃烧的作用，臭氧助燃可通过改善燃烧达到节能和净化排放的目的。