柴油机迷宫式油气分离器分离效率数值模拟

应用商用CFD软件AVL-FIRE对某三缸柴油机迷宫式油气分离器进行CFD分析,模拟迷宫内的流速与压力分布;采用离散模型模拟油滴粒子喷射,假定油滴粒子与壁面碰撞后即被捕捉,进而得出不同直径的油滴分离效率;对比了几种迷宫结构方案的进出口压降以及油气分离效率。结果显示:计算结果虽偏高,但趋势与试验值较吻合,证明了采用CFD技术对油气分离器进行模拟的可行性。     

基于CFD的中冷器气室结构优化设计

为了提高汽车中冷器的工作性能及效率,基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,针对芯体相同、气室结构不同的2种中冷器内部气体流场进行三维仿真分析,研究气室结构差异对中冷器工作性能及效率的影响。仿真计算和对比分析表明,中冷器气室是整个中冷器压力损失的重要部件,内部气体流动情况对其散热性能有直接影响。仿真结果表明:由于100-3型中冷器气室具有侧壁倾角,气体流动过程中压降较小,出口速度较100-2型高,整体流动性能较100-2型中冷器好。     

基于CFD技术的旋流泵优化设计与试验研究

为了提高旋流泵的扬程与效率,基于雷诺时均Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,应用三维无结构四面体网格及Simplec算法,利用计算流体力学软件Fluent对3种不同高度差叶片旋流泵的水力性能进行了数值模拟,得到其内部流场的速度分布和压力分布情况,揭示了旋流泵在不同叶片高度时的运动规律,并对数值模拟结果进行了试验验证.结果表明:旋流泵内部存在较强的纵向旋涡和轴向旋涡,高低叶片可以改善旋流泵内部的流动情况,提高旋流泵的扬程与效率.试验研究证明了模拟结果的正确性,当旋流泵叶片的高度相差8%左右时,扬程提高0.15 m,效率提高约3%.     

曲轴箱通风系统油气分离器的性能研究

对1台直列4缸汽油机的曲轴箱通风系统进行了窜气流量和窜气中机油含量的试验研究。应用CFD分析软件Fluent研究了气缸盖罩中迷宫式油气分离器的流动特性,分析最大窜气流量(15 L/min)和最大扭矩(160 N·m)工况点下油气分离过程的速度场、压力场和分离效率。研究结果表明:该油气分离器的多孔过滤板与挡板配合结构在最大窜气流量工况点下能够获得75%以上的分离效果,并且达到50%分离效率时,油滴颗粒的直径小于1.0μm,从而保证对于不同直径范围的油滴颗粒均具有可靠的分离性能。     

基于CFD的焙烧炉技术改进

基于计算燃烧学的原理和CFD软件对燃烧重油的焙烧炉炉内的流动和燃烧过程进行了数值模拟计算,讨论了炉内温度场、流场的分布规律,分析了结构因素对焙烧炉内流动和燃烧分布的影响.从炉子结构的设计角度提出了解决炉内温度场、流场的分布不均匀的方案.研究表明,在设计焙烧炉时合理地布置拉砖的位置有利于改善炉内流动和燃烧的分布.     

高效油气分离器设计

进行某型号增压发动机的开发,为了适应严格的环保要求,同时降低发动机使用维护成本,降低机油消耗,对燃烧废气的处理成为该发动机设计理念中重要的一点。高效的油气分离可以将曲轴箱废气中的大部分润滑油尽可能从废气中分离出来,通过涡旋式高效分离后经过回油通道再次回到润滑系统中,从而实现降低机油耗的目的。     

某发动机曲轴箱油气分离器设计

为改善发动机曲轴箱内窜出的气体,设计一种高分离效率的旋风式分离器。对旋风式油气分离器内部流场和分离性能进行数值模拟,进而优化分离器的结构尺寸。研究了分离器的入口直径、入口管段与水平面夹角和圆柱段长度这3个主要参数对分离效率的影响,进而对分离器结构尺寸进行优化,最后得到分离效率达到90%以上的最佳油气分离器设计方案。     

高低齿迷宫密封流场和泄漏特性CFD研究

应用Fluent软件,采用Simple算法和SSTK-w湍流模型,通过求解Navier-Stokes方程和能量方程来模拟迷宫密封腔内部流场及泄漏特性,计算结果与文献中的实验结果进行比较,最大误差为4%,验证了应用Fluent模拟迷宫密封腔内部流场的可靠性.在此基础上,研究了高低齿迷宫密封腔内部流动和泄漏特性,并通过引入修正系数对节流口射流收缩和空腔动能耗散不完善的影响进行了修正,构造了泄漏量计算公式.与现有的同类公式比较,该公式无需通过实验来确定参数,且能够更加准确的计算迷宫密封的泄漏量.     

基于CFD的柴油机排气道仿真与优化设计

建立了某柴油机排气道流体域三维模型并进行稳态CFD计算,发现排气道流通性较差;在对排气道内部流场进行分析的基础上,指出了排气道结构上的不足之处,并针对性地进行了改进设计。改进后排气道的仿真结果显示:排气道性能获得了较大提升。     

基于特征方程的油涡轮优化设计

根据油涡轮各部件的基本结构与工作原理,借鉴径流式涡轮与冲击式水轮机的设计理论,推导出基于速度三角形与动量矩定理的油涡轮基本特征方程,并据此提出油涡轮有效轴功率随射流相对出流角β2的变化规律.根据此变化规律,采用减小β2将流道改为加速流道的方法,对某1 000MW汽轮机组油系统的油涡轮进行优化设计.借助CFD软件对原型油涡轮和优化设计油涡轮进行多工况数值模拟,结果表明,优化后的油涡轮不仅满足设计要求,而且还具有较好的稳定性,能够适应变工况运行,为油涡轮的优化提供科学依据.