六缸柴油机冷却系统流动与传热的数值模拟研究

冷却水的流动与传热直接影响柴油机的冷却效率、高温零件的热负荷、整机的热量分配和能量利用。在冷却系统传热计算时，利用流固耦合的方法，较为准确地确定了缸体水套的传热边界条件。采用CFD商用软件STAR—CD对直列六缸柴油机的冷却系统的流动与传热进行三维数值模拟，给出了整机冷却水套内冷却液的流场、换热系数及压力场分布，为柴油机冷却水腔的优化设计提供了理论依据。     

柴油机冷却系统的数值模拟

采用CFD软件FLUENT对某直列六缸柴油机冷却系统的流动和压力进行三维数值模拟,给出了整个冷却系统的流场和压力场分布,为冷却系统的优化提供了理论依据.     

船用柴油机冷却系统仿真分析研究

以某船用中速柴油机冷却系统为研究对象,开展了一维与三维CFD相结合的仿真分析,并通过试验数据验证了计算方法的可行性;利用该方法对原机冷却系统性能进行了综合分析,优化了机带高、低温淡水泵的流量和压头;通过全工况范围冷却系统性能计算分析,验证了优化后冷却系统性能得到明显改善。     

CFD模拟分析在发动机冷却系统开发设计中的应用

本文以国内某5吨装载机发动机冷却系统为研究对象,利用计算流体力学CFD软件FLUENT,采用标准κ-ε湍流模型和MRF多重参考系模型对整机冷却模块,冷却风扇和发动机舱的流场进行了模拟分析,得到了风扇的实际运行风量和风压,冷却模块流量分布,冷却模块周围残余阻力以及发动机舱实际流场情况。根据CFD计算结果,修正冷却系统一维计算模型,获得了冷却系统能够适应的环境能力。实际应用,效果良好。     

微型汪克尔发动机冷却系统设计及传热模拟

为实验室环境下台架上的微型发动机设计了射流冲击冷却罩,并用FLUENT软件对发动机缸体壁面的传热进行了模拟。结果表明,加射流冲击罩的冷却方式具有良好的冷却效果,可以满足转子发动机壁面冷却温度要求。这也为实验室环境下微型风冷发动机的冷却提供了一定的参考。     

柴油机EGR电控冷却系统试验研究

研究了 CA498 柴油机在不同工况下EGR冷却温度对NOx等排放的影响规律,确定了各个工况下EGR的最佳冷却温度,据此设计出一套EGR冷却温度控制装置,可以通过单片机控制伺服电动水泵的转速来调节冷却水的循环量,确保不同工况下的最佳EGR冷却温度.将该电控冷却系统在CA498柴油机上进行了试验.结果表明,与未冷却的EGR系统相比,该EGR电控冷却系统在c0和Hc的排放略有增加的情况下,可以有效地降低NOx的排放、烟度和油耗率.     

车用柴油机冷却系统的CFD分析

利用计算流体力学商用软件FLUENT对CA498柴油机的冷却水套进行了模拟，给出了整机冷却水套内冷却液的流场，传热系数分布和压力损失。水套总压力的计算结果为40kPA。气缸盖水套保证水流速度高于0.5m/s，冷却良好。气缸体水套结构需要改进，以清除局部冷却液死区，进一步改善冷却均匀性。机油冷却器冷却水腔的流动保证了足够的传热系数。     

某型防爆柴油机冷却系统的改进设计

针对某型煤矿井下用防爆柴油机的原有冷却系统进行了分析研究,提出了防爆柴油机本体冷却循环与水冷增压器-排气冷却循环系统双循环的改进方案。通过防爆柴油机热平衡试验对防爆柴油机改进前后的冷却系统进行了试验验证,并对试验结果进行了对比。研究结果表明:改进后的冷却系统进出口温差降低了50%~85%,冷却效果更好,柴油机工作温度更合理;防爆柴油机的水冷增压器、水冷排气管等高温件的表面温度降低了3%~9%,远优于防爆柴油机要求的150℃,更安全可靠;防爆柴油机的最大功率提高了5.5%,燃油消耗率平均下降了3.6%。     

190系列柴油机新型冷却系统的开发

本文介绍190系列柴油机新型冷却系统的开发重点叙述关于冷却系统关键部件的结构特点和理论分析及试验结果该系统经装机试验得到较理想的效果     

150单缸机试验台冷却系统流动与传热计算分析

基于Flowmaster软件建立了150单缸柴油机试验台冷却系统流动与传热模型,并在某大功率发动机上进行了验证。在此基础上分析得到了冷却水温度和流量、气缸套和气缸盖温度变化对冷却水总传热流量的影响规律,以及管道尺寸、壁面粗糙度、冷却水流量对冷却水流动总阻力的影响规律。     

某中速柴油机冷却液流动及流固耦合传热计算分析

为获得直观的流场和温度场数据,对某16缸中速柴油机建立了完整的冷却水三维模型,采用FLUENT流体计算软件对其进行了绝热CFD计算分析,得到了冷却水流速、压力等数据。考虑到各缸冷却水套为并列排布方式,各缸之间相对独立,建立了单缸的缸盖-缸套-冷却水耦合传热模型,对其进行了缸盖-缸套-冷却水耦合传热仿真,获得了各部件比较精确直观的温度场分布。结果表明:仿真结果与实测数据吻合较好,从而为柴油机冷却水套的优化设计提供了依据。     

某艇用高速柴油机风冷改水冷设计与分析

将车用柴油机改为艇用，以柴油机的额定工况为设计工况。针对艇用推进主机冷却系统的工作特点，对中冷器和淡水冷却器分别进行改造设计，确定主要的设计流程和计算方法；将设计计算所得的理论值和实验值进行对比，分析两者之间产生偏差的主要原因；与实验结果对比证明设计符合艇用柴油机冷却要求。     

沸腾对柴油机冷却系统数值模拟的影响

计算对比了不考虑沸腾和考虑沸腾2种冷却系统数值模拟计算,得出结论:考虑沸腾传热对内燃机冷却水腔内流动与压力的分布影响不明显,而对冷却水腔内传热过程的影响是很大的。若只考虑纯对流传热,计算结果可能与实际情况存在很大的差异。因此,在对强化内燃机进行流动与传热问题的研究时必须考虑沸腾传热的因素,以获得更为真实、准确的结果。     

CuO纳米流体作为柴油机冷却介质的数值计算分析

用CuO纳米流体作为柴油机的冷却介质,运用计算流体力学(CFD)方法对CuO粒子质量分数为1%,3%和5%的CuO纳米流体在柴油机冷却水套内的流动和换热过程进行三维数值模拟,并采用湍流随机跟踪方法,对固液两相流离散项纳米粒子的运动进行轨迹追踪,得到了不同CuO质量分数的纳米流体在柴油机水套内的CuO粒子分布,速度场分布,换热总量以及水套进出、口之间的压降变化。计算结果表明,CuO纳米流体作为介质可以显著提高柴油机的散热性能,随着纳米粒子的增加,柴油机散热能力增强,水泵功率损失小范围增加。     

高强化柴油机冷却系统电控化设计仿真及试验研究

针对传统冷却系统与柴油机冷却需求不匹配的问题,进行了冷却系统电控化设计仿真研究。基于Simulink软件设计了电控冷却系统仿真模型,提出了电控冷却控制策略,并开展了变柴油机工况条件下电控冷却控制策略验证仿真。对传统冷却部件进行电控化改造（电控海水泵、电控淡水泵和电子节温器）,搭建电控冷却系统试验台架,通过试验分析了电控冷却对柴油机耗油率和热平衡的影响,结果表明：相对于传统冷却系统,电控冷却系统在900 r/min、负荷率30%,1 200 r/min、负荷率60%,1 500 r/min、负荷率90%这3个工况点的耗油率分别降低9.4 g/（kW·h）、6.8 g/（kW·h）和3.9 g/（kW·h）,燃油经济性和热量分配得到改善。     

某4缸乘用车柴油机冷却水套的设计优化

介绍了长城汽车研发的一款高性能"2.0VGT"柴油发动机冷却水套的设计优化过程,该发动机在进行可靠性试验过程中发现缸盖第1缸鼻梁区存在裂纹,导致冷却水渗入燃烧室发生失火。经过CFD模拟分析,采用优化垫片水孔结构,调整水孔上水量,得到优化后方案整体压力场,局部速度、对流传热系数、温度场的分布等均比优化前有明显改善。特别是优化后方案提高了缸盖第1缸鼻梁区(排气道与喷油器之间水路)冷却水的流速,避免了鼻梁区由于热负荷较大而导致的结构断裂问题。     

船舶柴油发电机组余热冷却系统设计

针对船用柴油发电机组在停机后仍有大量热量辐射至机舱,严重影响机舱舒适性的问题,以某型船舶柴油发电机组为对象,设计了一套余热冷却系统,在柴油发电机组停机后对缸套等高温部位进行冷却.经相关试验验证:该冷却系统可有效降低柴油发电机组停机后的温度,且具有操作简单,维护方便,自动控制等特点.     

某V型船用柴油机缸体冷却系统的仿真与分析

利用STAR-CD对某V型12缸船用柴油机的冷却系统的流动与传热进行三维数值计算与分析,给出了缸体冷却水套内部冷却液的流场、压力及温度场分布,提出了该机型冷却系统的改进方向,为同类结构的柴油机冷却系统的优化设计及结构改进提供了参考。