基于试验分析的防爆柴油机进排气歧管优化研究

由于国家防爆柴油机标准的特殊要求,防爆柴油机与普通车用柴油机的进、排气歧管在结构上区别很大,有些防爆柴油机进、排气歧管采用焊接结构,流通阻力大,通过流体分析软件分析并优化防爆柴油机进、排气歧管的流道,减小进排气阻力,减小能量损失。并通过发动机台架试验验证歧管结构优化前后的防爆柴油机性能与排放。试验结果表明:防爆进、排气歧管优化后,扭矩平均增加1.38%;功率平均增加4.02%;油耗率平均下降1.05%;进气流量平均增加1.97%;CO排放量平均下降38.82%;NOX排放量平均下降5.81%,优化后的防爆进、排气歧管使防爆柴油机的各项性能得到提升。     

基于流场分析的防爆柴油机排气歧管结构优化

以某型号防爆柴油机发动机带冷却水套的排气歧管为研究对象,建立了防爆柴油机排气歧管烟气流场的CFD模型。应用SIMPLE算法模拟排气歧管内烟气的流动,得到了烟气的流动矢量图,并根据计算结果对排气歧管结构进行优化。结果表明:优化后排气歧管模型内腔容积减小,管内部分漩涡消失,其余的漩涡则大幅降低,各缸的流通能力及流量均匀性得到较大提高,从而改善了防爆柴油机的排气性能。     

防爆柴油机进排气歧管的优化设计

目前常用的不锈钢焊接成型的进排气歧管结构对防爆柴油机性能造成不良影响,应用有限元分析软件ANSYS对进排气歧管进行分析,并提出优化设计方案。通过发动机台架试验,研究进气歧管优化前后防爆柴油机动力性能的改变。试验结果表明,对进排气歧管流道进行改进设计后,防爆柴油机扭矩平均提高1.47%,燃油消耗率减少3.67%,空气进气流量平均增加17.5 kg/h,防爆柴油机动力性能得到提高。     

防爆柴油机排气歧管烟气模型的流场分析与优化

利用GT-Power软件对包含进排气歧管的防爆柴油机进行整体性能模拟,得到其排气歧管瞬态工况的质量流量、静压力、温度等参数;在FLUENT软件中对4种瞬态工况的流线、温度场、压力场、速度场等做分析,发现歧管在出口拐角处流动不畅,流线在歧管外侧过于集中,造成大范围低速度涡流;提出了一种改进方案,使得改进后的模型在一定范围内压力降和温度差降低。     

防爆柴油机排气歧管冷却系统固流耦合热分析

防爆柴油机排气歧管采用夹层水套来冷却,由于管壁与烟气和冷却水之间的边界条件复杂,所以施加边界条件困难。固流耦合的办法可以将固、流结合面上比较难确定的外部边界转化为系统的内部边界。以6105FB防爆柴油机排气歧管为例,模拟排气岐管冷却系统的流场和温度场。试验证明该模型具有较高的精度。     

煤矿用防爆水冷进排气歧管的仿真分析

根据某型煤矿用防爆柴油机的进排气布置在缸体一侧的结构特点,通过理论分析,应用流体仿真分析软件,对符合煤矿安全要求的一体式防爆进排气歧管进行了仿真分析,得出其压力场和温度场,然后对进排气歧管进行了优化改进。优化后,进排气由歧管到气道之间的过渡更顺畅,速度和压力分布更加均匀,局部低速区域得到缓解,进排气凸台处流动分布比优化前顺畅很多,速度和压力的分布也比优化前均匀,为解决同类问题提供了参考。     

矿用防爆柴油机进气歧管的优化设计

针对某型矿用防爆柴油机存在动力性差、排放高等问题,用流体仿真分析软件对该防爆柴油机进气歧管的进气流道和水套结构建立了仿真模型,并按模型进行计算仿真得出其压力场和流线,对进气歧管进行了优化改进;最后对进气歧管优化前的防爆柴油机进行了台架试验,试验结果表明:优化改进后的防爆柴油机功率增加0.17%,扭矩最高增加0.23%,燃油消耗率最高减少0.58%,CO最高下降23.46%,NOx下降0.15%,烟度下降17.26%。由此,不仅防爆柴油机的性能和排放得到了显著的改善,又为解决同类问题提供了借鉴意义。     

一体式水冷进、排气歧管的试验研究

针对某型煤矿用防爆柴油机的进、排气在缸体一侧的结构特点,通过流体力学模型分析及优化,设计了一体式水冷进、排气歧管。对装有优化后一体式水冷进、排气歧管的防爆柴油机进行了台架试验,试验结果满足MT 990-2006《矿用防爆柴油机通用技术条件》的要求,为解决同类问题提供参考。     

进排气系统对防爆柴油机性能影响的试验研究

通过对防爆柴油机进、排气防爆系统进行台架试验,分析了TY6121FBZLQ型柴油机加装不同防爆进、排气系统时不同进、排气阻力对柴油机动力性和经济性的影响规律。试验表明,柴油机加装防爆系统后,进、排气阻力增大,带来燃烧恶化,防爆柴油机的性能恶化,阻力越大,性能下降越多。     

矿用防爆柴油机排气栅栏结构研究

防爆柴油机排气栅栏是用来熄灭排气系统中易燃气体,降低排气温度的安全装置,但是排气栅栏的安装,却增加了排气系统的阻力,从而影响防爆柴油机的动力性和经济性.文章利用UG软件建立了防爆柴油机排气栅栏的三维几何模型,应用FLUENT软件对排气栅栏内部流场进行了模拟,并对长方管和短方管两种不同结构的排气栅栏进行了对比分析.结果表明,气流流经排气栅栏时,由于进口段与进口方管之间存在截面突变,最大压降位于栅栏段处,进口方管边侧存在低压区,方管边侧的低压区与周围的高压区形成压差,使气流逆向,形成涡流,减弱了栅栏段两侧的压降.长方管排气栅栏可有效降低涡流强度,减小气流损失,提高流场稳定性,从而改善防爆柴油机的排气性能.     

煤矿井下防爆柴油机排气污染的控制

针对煤矿井下防爆柴油机的使用量逐年增加,造成了煤矿井下防爆柴油机排气污染越来越严重,提出从2方面来研究和改善煤矿井下的工作环境。研究和计算结果表明,除了控制防爆柴油机尾气有害物的排放外,合理的通风量也是改善井下环境的重要途径之一,也为煤矿企业配置合理的通风量提供了理论依据。     

矿用防爆柴油机排气栅栏气流特性的研究

 防爆柴油机排气栅栏是用来熄灭排气系统中易燃气体,降低排气温度的安全装置,但是排气栅栏的安装,却增加了排气系统的阻力,从而影响防爆柴油机的动力性和经济性。本文利用UG软件建立了防爆柴油机排气栅栏的三维几何模型,应用FLUENT软件对排气栅栏内部流场进行了模拟,并对长方管和短方管两种不同结构的排气栅栏进行了对比分析。结果表明,气流流经排气栅栏时,由于进口段与进口方管之间存在截面突变,最大压降位于栅栏段处,进口方管边侧存在低压区,方管边侧的低压区与周围的高压区形成压差,使气流逆向,形成涡流,减弱了栅栏段两侧的压降。长方管排气栅栏可有效降低涡流强度,减小气流损失,提高流场稳定性,从而改善防爆柴油机的排气性能。     

用MATLAB实现防爆柴油机排气冷却系统的优化

对S110 0FB防爆柴油机排气冷却系统进行了建模与仿真 ,在此基础上重点研究排气冷却系统中的废气净化箱结构 ,并对废气净化箱内的排气管半径进行了优化。以MATLAB为平台实现整个仿真过程 ,得到的结果较为科学、精确。MATLAB作为仿真工具有其独特的优越性     

排气阻火器对矿用防爆柴油机性能影响的研究

为了研究排气阻火器对矿用防爆柴油机性能的影响,以某矿用柴油机为试验对象,对该机在增加排气阻火器前后两种状态下进行了外特性试验和排放特性试验。试验结果表明,增加排气阻火器后,虽然满足了矿用柴油机的防爆性能,但是矿用柴油机的排气阻力增大,空气消耗量减小,缸内燃烧恶化,功率和转矩减小,动力性能下降;燃油消耗率增加,经济性能变差;CO体积分数和烟度值升高,大部分工况点的NO_x体积分数升高,排气温度升高,排放性能变差。研究结果可为今后矿用防爆柴油机排气阻火器的设计提供参考。     

进排气防爆系统对矿用柴油机性能影响的研究

为了研究进排气防爆系统对矿用柴油机的性能影响,文章以某型号矿用柴油机为试验样机,对该机在增加进排气防爆系统前后两种状态下进行了外特性试验,试验结果显示,在增加进排气防爆系统后,柴油机标定功率下降了8.6%、最大扭矩下降了8.1%、最小油耗率增加了14%,最高排气温度升高12%。研究结果表明,增加进排气防爆系统后,矿用柴油机的进排气阻力增大,进气压力减小,排气背压增加,空气消耗量减小,功率和扭矩减小,动力性能下降,燃油消耗率增加,经济性能变差,排气温度升高。     

矿用防爆柴油机温度控制技术研究

简要介绍了防爆柴油机的温度控制技术标准,阐述了排气温度控制系统、冷却温度控制系统的基本结构,总结了2种温度控制系统研究现状及研究热点,研究对比了不同的排气方式和不同的冷却系统结构形式的优缺点。通过与国外防爆柴油机温度控制标准相对比,分析了我国温度标准的落后现状以及建立新标准的必要性,指出应研究制定新一代矿用柴油机防爆标准以加快促进矿井运输技术革新。     

柴油机防爆系统设计

针对井下辅助运输设备的特殊要求,以《煤矿用防爆柴油机通用技术条件》为依据,我们开发了具有防爆性能的发动机系统,通过改变发动机的启动方式、进排气和冷却系统,来满足柴油机的防爆要求。     

防爆柴油机进排气系统的研发

在普通柴油机4108的基础上,对防爆柴油机的进排气系统提出最优方案,并对进排气系统的结构进行了设计改进。改进了阻火栅栏的安装结构,使其容易拆装清洗。然后对排气系统尾气管道的结构做了优化设计,明显改善了冷却效果,有效阻止了柴油机内的火星窜出,控制了防爆柴油机的排气温度。     

发动机排气歧管数值模拟应用研究述评

针对当前在发动机排气歧管数值模拟研究及应用中所面临的主要问题展开调研与评述,涉及流场分析、流固耦合传热分析、振动特性分析以及热疲劳寿命分析。在总结以上研究成果的基础上,简述了排气歧管数值模拟应用未来研究方向,对其难点进行了剖析。     

TY6114Z_LQFB型矿用防爆柴油机的设计

根据矿用辅助运输车辆功率和扭矩的需要,在某工程机械柴油机基础上,通过改进隔爆面尺寸及零部件材料,设计进气系统、排气系统和冷却系统,设计出符合矿用防爆要求的防爆柴油机,其可靠性和安全性能满足特定辅助运输的需要。