连续液滴撞击热壁面传热特性的研究

为了研究不同碰撞速度以及不同换热方式对连续液滴撞击热壁面传热特性的影响,以8滴去离子水和铜板为试验材料,设置了速度分别为0.63 m/s、0.77 m/s、0.89 m/s、0.99 m/s的8滴去离子水液滴在膜态蒸发(铜板温度60℃)和核态沸腾(铜板温度110℃)两种换热方式下的液滴撞击热铜板试验,探究铜板热流密度值的变化。结果表明:膜态蒸发换热方式下,液滴撞击热壁面速度越大,铜板的最大热流密度值越大,液滴与壁面之间的换热效果越好。核态沸腾换热方式下,以0.89 m/s的速度值为转折点,当连续液滴撞击热壁面速度小于0.89 m/s时,液滴撞击速度越大,铜板热流密度值越大;当连续液滴撞击热壁面速度大于0.89 m/s时,随着液滴撞击速度的增大,铜板的热流密度值减小。     

太阳能集热管内熔盐流动传热特性数值模拟

建立太阳能集热管物理模型,采用RNG κ-ε模型,基于CFD方法在不同热流边界条件下熔盐入口温度300℃,速度0.6~3.6 m/s,平均热流密度180 k W/m2参数范围内,对外径20 mm,壁厚2 mm的集热管内熔盐传热特性进行数值模拟研究。分析了集热管管壁温度分布规律和熔盐传热性能,对比了不同热流边界下管壁周向温度不均匀分布特性。研究结果表明:不同热流条件下集热管管壁温度分布规律差异较大,管内熔盐温度也存在较大差异;集热管内Nu随Re增大而升高,周向热流分布对Nu影响较大;非均匀热流边界下集热管壁温周向分布不均匀,周向热流越不均匀,壁面温差越大。     

增压中冷电控单体泵柴油机的平均值模型

在工作过程计算基础上，通过电控单体泵的电特性和供油特性分析，并利用台架试验数据建立了一台增压中冷单体泵柴油机（DDC2000）的平均值模型。在原机ECU控制下DDC2000只能按发电机特性工作在1800r／min。而根据该模型计算得到了一张不同转速和负荷下的供油MAP，采用该MAP的ECU明显增强了控制系统的稳定性。模型在稳态和瞬态工况中都能较好地仿真柴油机的响应特性，通过台架上两个点工况和一个瞬态工况的试验数据验证了该模型的正确性。     

高压共轨电控柴油机起动过程及油量研究

在对传统柴油机起动特性的研究基础上,分析了电控柴油机的起动控制需求,结合高压共轨电控单元(ECU),制定了电控柴油机的起动控制逻辑,采用MAP插值法计算起动油量,并运用斜坡函数模块实现对起动油量的调整.最终设计了一套高压共轨电控柴油机控制系统中的起动控制模块.     

基于仿真的电控柴油机ECU热优化设计

采用基于PSPICE电路仿真方法,建立了电控柴油机ECU中主要功率器件的功耗模型,并分析了影响这些元器件功耗的主要因素,提出了降低电控柴油机ECU功率元器件功耗的方法,并设计出优化后的ECU方案.根据PSPICE功耗模型仿真,计算出了ECU中主要功率元件在不同喷油脉冲宽度下的功耗.根据仿真结果结合电控柴油机喷油脉冲宽度脉谱,计算出了功率元器件在发动机不同转速、不同负荷下的功耗.设计了合理的ECU元器件散热系统.试验结果表明,在不影响电控柴油机ECU性能的情况下,将ECU在最大功耗时的功率由优化前的40.7 W降为优化后的26.5 W,各个元件的最大温升为28.5℃,完全满足电控柴油机ECU恶劣的工作环境要求.     

小缸径低速机电控喷油器控制阀动态响应研究

小缸径低速柴油机的燃油喷射由喷油器的电磁控制阀直接控制,控制阀的动态响应性能对喷油特性有较大影响。利用AMESim仿真平台搭建了小缸径船用低速柴油机的电控喷油器模型,采用间接标定法并结合喷油器设计要求说明了模型的准确性。在典型工况下研究了控制阀杆最大升程、控制阀运动件质量和残余气隙对控制阀动态响应的影响规律,并得出以下结论:电控喷油器的非线性控制区间为0.3~0.4℃A喷油脉宽;随着控制阀杆最大升程、控制阀运动件质量和残余气隙的增大,控制阀上升速度逐渐减小;控制阀下降速度随着控制阀运动件质量的增大而减小;控制阀下降时刻随着残余气隙的增大依次提前。     

4100QBZ型增压柴油机活塞温度场试验研究及有限元分析

针对4100QBZ型涡轮增压柴油机热负荷高的问题,采用硬度塞测温法实测了4个外特性点工况下活塞头部与侧面共19个特征点的温度,并结合有限元分析方法分析了增压柴油机标定功率工况下活塞三维温度场、热应力场及变形。研究结果表明,4100QBZ型涡轮增压柴油机活塞顶面工作温度随转速的升高而升高,在标定功率工况下活塞表面工作温度最高达368℃;在热负荷作用下,最大Von Mises应力为69.3 MPa,出现在活塞销座与销接触面上方尖角处,最大变形为0.474 mm,出现在活塞头部排气口一侧。     

柴油机活塞热负荷研究

实测了标定功率工况下活塞表面特征测点的温度值,利用有限元分析软件,并结合活塞传热稳态边界条件,计算了该活塞的稳态温度场。结果表明：标定功率工况下,该柴油机活塞头部表面最高工作温度达354℃,一环槽和一环岸的温度在260～30℃之间,不利于活塞环正常工作。     

低速热颗粒点燃聚苯乙烯泡沫的实验研究

具有一定动量的热颗粒点燃保温材料是发生高层建筑火灾的重要路径．本文研究了低速热颗粒(直径8 mm，初始速度为0～6 m/s)冲击聚苯乙烯泡沫燃料床的点火行为．研究发现：适当增加热颗粒初始速度(0～3 m/s)可提高其点火危险性，但增加过多(3～6 m/s)反而降低点火能力．在低速范围内，具有点火能力的热颗粒需要经过多次弹跳以达到速度小于0.35 m/s的接触速度才能够停留在燃料床表面，且在燃料床表面的停留时间不小于40 ms后才能发生点火．     

矩形通道内过冷流动沸腾传热特性试验研究

以高强化发动机缸盖材料蠕铁作为加热块材料,在矩形通道内开展了接近发动机冷却系统的不同流动工况下过冷沸腾传热特性的试验研究。流动工况取发动机常用范围:压力为0.10~0.25MPa,主流温度为60~95℃,流速为0.347~6m/s。研究结果表明:提高冷却液流速可以强化壁面对流换热强度,但是存在沸腾换热的低流速工况同样能够达到高流速工况下换热效果,系统压力和主流温度都会影响冷却液过冷度,进而影响沸腾传热效果。可视化结果表明:气泡直径增大、生长频率升高及气泡之间相互作用都会使气泡对边界层流体扰动增强,从而提高传热效率。在压力为0.2MPa、主流温度为95℃、流速为1m/s工况下,在壁温达到170℃以上时沸腾开始出现,在壁温达到210℃时,沸腾传热效率比单相对流换热提高了40%以上。     

R290在微细圆管内流动沸腾摩擦压降特性研究

对制冷剂R290在微细圆管内流动沸腾摩擦压降梯度进行了定性的理论分析和定量的实验研究,分析不同影响因素下其变化规律。实验工况：质量流率50~1 020 kg/(m2•s)、热流密度1~70 kW/m2、管径1~3 mm、饱和温度-10~25 ℃、干度0~1。实验结果表明：质量流率的增大和换热管径的减小,都会造成摩擦压降梯度和增长幅度大幅增加;热流密度值的变化不影响摩擦压降梯度,但会影响摩擦压降达到最大值的时间;摩擦压降梯度随着饱和温度和管径的减小而增大;摩擦压降梯度在中低干度时快速增加,在高干度时增速减小趋于平稳,直至达到最大值后缓慢减小。     

熔盐横向冲刷过冷沸腾水传热特性实验研究

熔盐-汽水换热器性能直接影响塔式太阳能热电站的发电效率,以太阳盐为工质,实验研究了熔盐横掠冲刷管内过冷沸腾水传热特性,工况参数为：熔盐质量流速504～594 kg/(m²·s),熔盐温度350～560℃;管侧质量流速135～226 kg/(m²·s),入口温度260℃,热流密度65～465 k W/m²。研究影响熔盐换热器传热,特性的关键参数与次要参数,其中熔盐温度及水侧压力对传热特性影响较大。最后,将实验数据与文献中的关联式进行了对比分析。     

基于CCP的电控柴油机标定系统开发

在分析研究CCP的基础上,开发了基于CCP的电控柴油机标定系统平台,实现了标定系统与ECU之间准确、可靠的数据通讯。利用存储区映射实现了标定工具对ECU数据的在线修改,大大提高了电控系统匹配、开发效率,最后利用该标定平台在高压共轨电控系统上进行了试验。     

燃烧参数对柴油机噪声的影响

我们主要研究了燃烧参数对柴油机噪声的影响。首先,通过电控ECU改变转速、预喷开关、预喷油量、预喷间隔角、主喷提前角和轨压,研究其对怠速噪声的影响。结果表明,降低转速、增加预喷、合理的预喷参数和降低轨压都可以有效的降低柴油机整机怠速噪声,并且轨压的影响更为明显。其次,以轨压作为变量,研究了其对外特性工况噪声的影响。结果表明,在外特性工况下,轨压对整机噪声的影响较小。我们的研究主要为降低柴油机噪声提供一定的参考依据。     

二级增压重型柴油机排放和燃烧特性的试验研究

在一台电控高压共轨柴油机上进行二级增压优化匹配,并以单级增压作为对比基准,分析了不同工况下二级增压柴油机的性能、排放与燃烧特性,研究了进气温度对其的影响。试验结果表明:相对单级增压,柴油机二级增压后低速外特性扭矩达到1 170N.m,烟度与燃油经济性改善幅度分别为99.3%和13.4%;二级增压能够提高EGR的引入能力,减小进气节流损失,并可显著改善中低转速、高负荷时NOx与烟度和燃油消耗率之间的平衡关系;在压气机特性图中二级增压柴油机的运行线远离喘振边界线;在各个工况下,进气温度升高使NOx比排放快速增加,导致柴油机NOx与烟度之间的平衡关系变差。     

大气环境对增压柴油机缸内燃烧特性的影响

在试验校准的基于GT-POWER的平原环境柴油机工作过程模型基础上,模拟大气环境对增压柴油机输出性能和燃烧特性的影响.计算结果表明:海拔高度从0～4000 m,在外特性工况下,柴油机功率最大下降14%,油耗增加近10%,排气温度最大升高100 ℃,后燃严重;4000 m海拔和0 m相比,缸内燃烧放热率重心最大拖后7℃A...     

蒸汽型高温固体储热系统建模与控制仿真研究

基于MATLAB/simulink软件,建立了包含蓄热体、余热锅炉、风机、水泵等部件的蒸汽型固体储热供热系统仿真模型,分析了恒定入口风量和恒定出口风温模式下的系统动态特性。针对汽包压力升高和用户热负荷降低工况,根据汽包出口阀门开度和风机风量先后调节顺序组成4种控制方法。结果表明：当风量维持5.5 kg/s时,蓄热体出口热风温度及余热锅炉的产汽量均会持续减小,在6 000 s内蓄热体温度由710℃降到了612℃,余热锅炉的产汽量由0.88 kg/s降低到0.67 kg/s。针对压力升高工况,先调节汽包出口阀门开度、后控制风机出口风量,较相反的调节顺序,使系统供汽压力变化的调节时间节省1倍,仅需90 s左右。针对用户热负荷降低工况,先调节汽包出口阀门开度再调节风机出口风量,仅需60 s左右将蒸汽热负荷由0.6 kg/s降到0.4 kg/s,但是汽包压力和汽包水位波动较大,波动值分别为0.08 MPa和0.03 m。     

电控柴油机双电位器油门踏板控制策略的研究

在对双电位器电子油门信号的故障诊断和油门输出控制两方面进行详细分析和研究的基础上,基于GD-1电控柴油机控制系统,设计了相应的控制逻辑算法。基于V型平台,首先利用MATLAB/Simulink软件平台编写了控制策略框图,并进行了离线仿真;然后通过Targetlink自动代码生成工具将Simulink模型生成C代码,并集成到已有的GD-1柴油机电控单元ECU中;最后在硬件在环(HIL)试验台上进行了验证,成功地在GD1-电控柴油机控制系统中实现了双电位器电子油门的控制功能。     

柴油机缩口四角ω燃烧室活塞温度场试验研究

针对改进的ZH1105W型柴油机缩口四角ω燃烧系统的热负荷问题,利用热电偶法实测了活塞顶面、侧面和内腔共16个特征点的温度值,并用Ansys软件计算模拟了活塞在标定工况下的温度场。结果表明,活塞顶面工作温度随柴油机转速的升高而升高,在标定工况下活塞顶面工作温度最高达311℃,活塞顶部因位置的不同,温度分布差异较大,排气侧和燃烧室喉口处温度较高,距燃烧室中心越远其温度越低。     

非均匀热流下球形腔式吸热器热性能的数值研究

建立了球形腔式吸热器三维模型;以基于蒙特卡罗光线追迹法(MCRT)进行光学模拟得到的能流分布,作为吸热管壁的热边界条件;通过数值模拟研究球形吸热器的耦合传热问题;探讨吸热流体入口参数对热性能的影响。研究表明:吸热管壁的辐射能流密度分布不均匀;在相同条件下,下入口吸热器的热性能优于上入口吸热器;在吸热流体的入口速度为0.2~0.4 m/s,提高流速可明显增大吸热器热效率,入口速度大于0.6 m/s时,热效率的增大速率变得平缓;随入口温度升高,热效率几乎呈线性下降。基于非均匀热流边界条件下的吸热器三维数值模拟结果更符合实际情况,为吸热器的优化设计与推广应用提供依据和参考。