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。     

单缸柴油机试验台测试系统研制

介绍了单缸机试验台测控系统组成和单缸机及试验辅助系统运行控制.详细叙述了测量及数据采集系统的设计,并给出了部分试验实例.该测控系统较好地满足了单缸机试验的要求,为整机研制过程中的试验研究打下基础.     

单缸柴油机进气流动的模拟计算

本文通过对单缸柴油机进气过程的模拟计算，论述了特征线网络法的计算误差，提出了提高计算精度的措施，进一步了边界条件，根据试验结果了模拟计算中某些参数的取值，并通过对模拟计算结果和试验结果的比较，论述了模拟计算的正确性，讨论了计算中尚存在的问题。     

波纹板换热器板间流动与传热的有限元计算分析

通过有限元法计算了波纹板式换热器板间温度场与速度场分布,情况，对八种板型进行了计算，计算结论通过图示表明不同的波纹板板型的传热与流动性能。     

太阳能平板空气集热器内部流动与传热分析

基于雷诺时均的三维定常粘性N-S方程及能量方程,对内设挡流板的太阳能平板空气集热器内部流动和传热特性进行数值分析和实验验证,模拟结果与实验测量结果显示出良好的一致性。研究表明:挡流板的存在致使内部流动非常复杂,挡流板背侧发生显著的流动分离与再附着现象,同时对温度场产生重要影响,因此消除各种涡流是提高集热效率的有效途径之一;气流在挡流板末端发生180°偏转形成的二次流增加了流动损失,但同时实现了冷热流体的掺混,强化了换热;集热板的多种换热方式中对流换热占主导,辐射换热占总换热量的1/7,为提高集热效率,应设法进一步降低集热板平均温度。     

基于CFD分析的单缸风冷柴油机冷却系统设计与研究

以X170F单缸风冷柴油机为研究对象,运用CFD分析软件SC/Tetra对其冷却系统进行了三维流动的数值模拟,并对原冷却系统结构进行了优化设计与计算.计算结果表明:改进后的结构增大了进入气缸盖高热负荷区域的冷却风量,冷却流场分布更加合理,改善了气缸盖底部的冷却效果.     

N7600凝汽器壳侧汽相流动与传热性能数值计算

采用自行编制的程序对N7600凝汽器壳侧蒸汽的流动与传热特性进行了数值计算,得到了壳侧蒸汽的速度与流线、压力、传热系数以及空气浓度等分布图。结果表明：N7600凝汽车器壳侧整体上呈现“汽流向两侧”的流动特点,与设计的初衰基本相符合,在凝汽器的底部流场中存在小的涡流区．说明管束布置还有不合理的地方;凝汽器汽阻为109．5Pa：平均传热系数为3237,15W／m2·K;随着蒸汽的不断凝结,从冷却管束外围到内部的空气浓度逐渐增大。     

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。     

缸内对流换热与气体流动的计算分析

摘要本文将内燃机燃烧室简化成轴对称的二维空间,将计算缸内流动的二维模型与边界层模型相结合,分析了缸内气体的迁移特性与对流换热.文中介绍了在内燃机工作过程中缸内气体边界层的分布与变化、边界层对对流换热的影响,给出了对流挟热系数沿燃烧室表面的分布与变化.与实测结果的比较表明,本文的模型具有较高的精度.     

车用内燃机冷却系的流动与传热仿真

本提出了车用内燃机冷却系的流动与传热仿真方法。采用一维的方法研究了车用内燃机冷却系的流动问题；采用集总参数法研究了车用内燃机冷却系的传热问题；将车用内燃机冷却系的流动问题与传热问题耦合起来作为一个系统，进行整体研究，建立了内燃机冷却系的流动与传热问题的整体模型。编制了计算程序。对某型坦克内燃机冷却系的流动与传热进行了实例计算，仿真结果与试验值符合较好。     

基于有限元仿真的船用单缸柴油机排气管开裂分析及改进

针对某船用单缸柴油机排气管在试验过程中出现开裂的问题,采用有限元方法,考虑材料的非线性因素,对排气管部件进行约束模态计算及热机耦合和振动疲劳计算,分析引起排气管开裂的主要原因。结果表明:排气管开裂位置受温度梯度影响,处于应力集中的薄弱区域,当振动幅度较大时,安全系数过小,易发生疲劳破坏。通过在管接部件上增加支撑提高刚度,减小排气管振动,避免了排气管疲劳开裂。后续试验验证了改进措施有效。     

单缸柴油机缸盖水套散热的模拟研究

对单缸59 kW柴油机缸盖水套的散热进行了数值模拟,介绍了柴油机冷却水套CFD仿真流程,对影响缸盖散热的重点区域进行了分析,探讨了影响缸盖散热的因素,对结果进行分析评价。     

单缸机模拟增压压力调节的理论与试验研究

以单缸机模拟增压系统为研究对象,通过对单缸机增压压力调节的仿真分析与试验研究,开发了一种由计算机数据采集系统控制的增压压力比例积分微分(PID)调控方法。通过实时的动态控制仿真计算进行有关参数的模拟分析调整,并运用到实际的模拟增压系统上。通过现场控制参数的调整,实现对单缸机增压压力的稳定调控,25％工况间隔对应的进气压力设定时间不大于15s,实际满量程控制精度及波动率小于1％,完全满足单缸机试验对进气压力的调设要求。相对于原来的人工调节,所开发的单缸机增压压力调节方法降低了调节难度、减少了调节时间与压力波动,提高了试验的精度与效率。     

发动机水流分布试验研究

气缸盖内冷却水的合理分布,有利于降低气缸盖内热负荷,改善各缸工作均匀性以及缸盖可靠性,提升冷却系统效率.进行气缸盖上水孔水流分布的试验研究,也可为气缸盖内冷却水流动数值模拟提供边界务件或者流场的试验验证.本文通过压差法,基于皮托管原理,实现了对某柴油机气缸盖每缸各上水孔冷却水流量的测量,分析了发动机各缸冷却水流量分布均...     

发动机缸盖水路分布测试系统研制

为了全面了解发动机冷却性能,本文研制了一套冷却水套内水路分布测试系统,实验装置为设计性能优良的冷却系统、为建立设计系统数据库,以及为确定评价设计系统优劣的指标和提供实验研究的手段,研究设计了一套缸盖上水孔流量测量系统,为缸盖内流场分布的数值模拟提供更准确的边界条件并可对各缸流量分布的合理性进行评价。     

汽油机活塞冷却喷射两相流及传热分析

为了深入研究活塞冷却喷射的油束运动发展规律及不同活塞冷却方式对传热的影响,对比研究了3种活塞冷却方案.首先,在稳定的流场环境里对油束进行了验证,保证了后续瞬态强气流条件下喷射计算的准确度.通过曲轴箱内的仿真计算,得到了活塞冷却喷射图像、内冷油道与活塞底面的平均传热系数分布、活塞的温度分布.针对模型A(内冷油道强制冷却+...     

纳米流体强化内燃机冷却系统流动的基础研究

利用高导热率、传热性能好的传热工质(纳米流体)替代传统冷却介质应用于内燃机冷却系统中,通过纳米流体流动特性的基础研究,为其在内燃机冷却系统中的应用提供理论基础支持.因此,利用试验方法对纳米流体在波壁管内的流动进行可视化研究,以期对纳米流体的流动机理进行详细的探讨,从而推动纳米流体在内燃机冷却系统中的应用.研究发现:纳米流体的黏度增加值不大,且随着温度的升高,增加值降低;而相同入口速度状态下,纳米流体在波壁管内的流动比纯水更为活跃,漩涡数量增多,质量传递特性增强,且随纳米颗粒浓度的增加,流动湍流效应增大.通过分子动力学方法发现纳米颗粒在纳米流体流动过程中存在强烈的旋转作用,从而出现微湍流流动效应,进一步强化了纳米流体的湍流流动效果.     

发动机台架试验冷却系统的设计

车用发动机进行台架试验时,经过持续大负荷运行后,出现过热甚至“开锅”现象,其原因是现有台架冷却系统已无法满足发动机的冷却需求。经过对台架冷却系统分析和重新设计,采取冷却水管外接、水箱开式循环冷却及发动机进水并联分流式机油冷却器,实现水温油温恒温自动控制,成功解决了车用发动机在试验室进行台架试验时出现过热甚至“开锅”的问题;同时为车用发动机台架冷却系统朝着智能化、高效低能耗发展提供了一种较为科学的参考。     

基于凸轮型线优化的单缸汽油机噪声控制

针对某单缸汽油发动机怠速工况异响噪声问题开展了噪声源识别及其控制等相关研究。通过综合应用声品质主观评价、噪声频谱分析及三维声强分析等方法,识别出该异响噪声源为怠速工况配气机构动力学性能异常引起的高频气门落座噪声。为提升配气机构动力学性能,采用6段5阶多项式表征气门升程曲线,并根据运动学关系获得凸轮型线数学表达式,继而采用直接搜索法对凸轮型线进行基于多体动力学模型的优化设计。仿真结果显示,凸轮型线优化后可将影响气门落座噪声的进、排气门弹簧振荡幅值分别削减88%和91%。根据优化方案制作凸轮轴样件,并进行发动机声学试验,发现怠速工况异响噪声消除,整机噪声降低约4.0dB(A)。研究结果表明:通过优化凸轮型线提升配气机构动力学性能可有效提升该单缸汽油发动机声品质。     

汽油机台架冷却系统的改造

为汽油机低水温台架试验而改造冷却系统。以水箱恒温水对发动机稳定工况大循环冷却系统进行实验,得出冷却水温不变的结论。据此叙述系统主要改造技术和水温控制原理。系统采用旁通阀手动排泄适宜的进箱前冷却水量,用浮球阀自动向箱内补充等排泄量的冷水,使箱内水温稳定,并进行负荷特性试验与性能分析。结果表明,发动机在转速3500r／rain各水温控制精度≤±O．3℃,满足试验要求。此冷却系统运行可靠,实现在40～96℃之间任一冷却水温控制。