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。     

防爆柴油机进气栅栏的匹配设计

防爆柴油机的进排气系统是防爆改造的关键部分,进气防爆栅栏的有效进气面积直接关系到防爆柴油机动力指标和燃烧性能.通过对防爆柴油机进气需求进行分析,根据收缩系数确定防爆进气栅栏的实际进气面积,并进行实例计算和流场分析,可为进气栅栏的设计改进提供理论依据.     

栅栏间隙对进气阻火器性能的影响

利用UG软件建立了某防爆柴油机进气阻火器的流体动力学模型,应用FLUENT软件对进气阻火器内部流场进行了模拟,通过压力分布、速度分布、湍动能分布来分析不同栅栏间隙对进气量的影响。最终得出栅栏间隙越小,栅栏左右的压差不一定会增大,但是进气速度会增大,再依据气流运动的稳定性,最终选择0.3 mm栅栏间隙的阻火器最为合理。     

防爆柴油机排气栅栏积碳自动清理方法

煤矿无轨胶轮车防爆柴油机使用中,由柴油燃烧产生的碳颗粒积聚在排气栅栏隔爆间隙中,形成积碳,影响柴油机排气,进而影响柴油机的效率,增加燃油消耗。利用人工方法清理积碳,极易发生隔爆面损坏,隔爆间隙变形等现象,影响排气栅栏的隔爆性能,存在很大的安全隐患。介绍一种排气栅栏积碳自动清理方法,可以有效地解决排气栅栏的积碳清理问题。     

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。     

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。     

平板对气流速度的影响

应用Fluent软件模拟空气在防爆格栅中气流速度,定性分析了平板阻火单元不同结构和温度与气流速度的关系。结果表明:平板厚度、长度、倒角和温度的变化对气流速度有一定的影响,为柴油机进排气系统防爆格栅的设计及应用提供参考。     

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。     

防爆柴油机进气栅栏计算流体动力学分析

为了改善某防爆柴油机的进气栅栏的流通特性,应用CFD分析软件对5种不同扩张角度α的栅栏进行对比分析,找到了栅栏设计的合理扩张角度α。由流场分析结果可知,当栅栏扩张角度α=40°时,栅栏的流通特性得到了明显改善。     

防爆柴油机及其起动电源箱栅栏的设计及工艺性改进

防爆柴油机的起动电源箱和防爆柴油机进排气阻火器均装有栅栏,为改善该件的使用性能,提高制造质量,从设计和制造工艺2个方面论述改进方法。