基于CFD分析的某六缸柴油机冷却水套优化

运用CFD分析软件STAR CCM+对某6缸柴油机冷却水套的冷却性能进行了数值计算。对CFD计算获得的水套流场的速度场、压力场、换热系数及水流量分布结果进行分析,并结合前期机型冷却水套成功开发经验,对该机型水套进行了优化。优化后,冷却水套中的水流冷却性能有了明显提高。     

增压中冷柴油机缸盖水套CFD分析

对增压中冷柴油机气缸盖冷却水套进行了三维CFD数值模拟,对冷却水套入口流量以及特征点的温度、压力进行测试,为CFD计算提供了准确的边界条件。研究结果表明:气缸盖冷却水套中流速和换热系数均能满足冷却要求,4缸附近的流速相对于其他各缸要小一些;进入气缸盖冷却水套各缸的流量不太均匀,主要原因是大量的冷却水直接从1缸流入气缸盖,这样很容易造成其它缸冷却能力不足,故该气缸盖局部结构需进一步优化处理。     

某8缸柴油机冷却水套CFD分析及优化

对某8缸柴油机冷却水套的流场进行了数值模拟及分析。运用ICEM CFD软件对整机冷却水套进行了网格划分,获得较高质量的有限元模型,导入FLUENT计算水套的流场。通过对水套速度场和压力场的分析,得出各缸冷却特性分布的规律,判断出第8缸冷却性能相对较差。尝试通过改变进水总管末端的长度,探究其对各缸冷却液流动的影响,尤其是对第8缸的影响。结果表明,适当延长进水总管末端的长度,可以有效平衡各缸冷却水流量。     

活塞-缸套周期性瞬态传热仿真

为解决计算柴油机单个零部件传热时边界条件难以确定的问题，用耦合传热的方法，把活塞、缸套传热时的外边界条件变成内边界处理，利用有限元软件进行建模仿真。以X6130型柴油机为例，用有限元分析软件ANSYS建立了活塞-缸套的三维模型，并对其额定工况下一个工作循环内的瞬态传热进行了仿真计算，得到了活塞-缸套上关键点的温度波动曲线。部分计算结果和实验结果对比表明：用耦合方法模拟活塞-缸套之间的传热过程是可行的，且仿真结果与实测数据吻合较好。     

柴油机流固耦合系统稳态传热数值仿真

建立活塞组-缸套-冷却水-机体流固耦合传热系统，并利用有限元分析软件的流固耦合计算功能，把单个零件的传热外边界条件变成内边界，使得传热仿真更合理更简单。以某增压柴油机为例，用ANSYS软件对建立的三维流固耦合模型进行了稳态传热数值仿真，得到了耦合系统的温度场和流场云图。活塞关键点温度的计算值和实验测量值对比表明：用流固耦合方法模拟柴油机活塞组-缸套-冷却水-机体之间的稳态传热是可行的，且仿真结果与实测数据吻合较好。     

柴油机冷却水套流场的仿真研究

使用FEA和CFD软件对一个16缸的中速柴油机的冷却水系统进行了数值模拟。首先先对整个冷却水套模型进行适当的网格划分,并经过一定时间的计算,得到比较精确的结果。在这一步中,选出冷却水的流量最小的那一个气缸,对此气缸进行更好质量的网格划分,然后加载进出口边界条件,进行更细致的流场分析。     

内燃机工作过程模拟计算结果的准确性分析及应用

介绍了目前国内外常用的内燃机工作过程模拟计算软件,初步分析了各种软件在使用过程中误差产生的原因。利用AVL BOOST软件,基于一台缸径为95 mm的小缸径增压中冷柴油机,计算了两种不同平均机械损失压力经验公式和燃烧过程参数m值、燃烧持续期对发动机性能的影响,并模拟了三种不同燃烧组织方案。通过计算结果分析,探讨了使用工程模拟软件过程中如何提高计算结果准确性等相关问题。     

1000MW电厂循环水流道进水池三维

电厂进水池的流态直接影响到水泵的工作状况、气蚀性能和安全运行保证率,因此在进水流池体型研究与水力设计中都特别关注这一问题。针对大型1000MW电厂进水池工程实际,应用κ～ε紊流模型对进水水池及喇叭口附近流场进行三维水流数值模拟计算, 分析研究了吸水池及喇叭口附近的流速、压强及涡漩分布,同时也对进水池数值模拟的计算参数及网格处理进行了分析讨论。数值模拟结果分析表明,计算结果与物理模型试验数据基本一致。为了消除水泵喇叭口附近的表面漩涡和水下漩涡,作者提出了保证水泵正常运行的进水池设计控制尺寸。     

发动机冷却系统流动特性分析

基于STAR-CCM+软件对某汽油发动机的冷却系统进行了模拟计算。首先,将冷却系统水泵与各换热器部件台架试验数据与仿真结果进行了对比,结果表明,水流量为0时,水泵扬程仿真结果较试验结果略大,随着流量的增加,误差均在工程允许的范围内,各换热器的流量与压降与试验结果基本吻合。其次,针对某款设计过程中的发动机冷却系统建立模型,分析了水流量分配及压降的特点,计算结果为冷却系统结构和性能的改进设计提供指导。     

四缸柴油机易烧第三缸连杆瓦的原因分析

<正>笔者在修理多台烧瓦的四缸拖拉机后发现:在缺少润滑油、油路不畅、油压不足、各缸连杆瓦间隙相同的情况下,发生烧瓦往往是第三缸的连杆瓦。经卸下油底壳看到的情景都大致相同:连杆大头抱死的位置不是处在活塞的上死点附近,就是处于活塞下死点附近;连杆大头表面干燥无油迹;用工具撬动连杆大头不能作轴向移动。这些现象表明第     

卧式柴油机冷却水套结构优化与流动特性分析

针对卧式柴油机结构特点,设计了强制冷却闭式循环系统水套结构,在不同工况下对水套入口流量及关键点的温度和压力进行了测试与分析.利用计算流体动力学软件对冷却水套的流场、压力场和换热系数分布进行了分析,并对原水套结构进行了优化.结果表明:原水套平均流速为1.00 m/s,平均换热系数为7 767 W/( m2· K),压力损失为0.027 MPa,基本符合工程设计要求;但各缸冷却水流速和传热系数不均匀,在公共水腔中部、二缸缸体水套上部出现大的漩涡,二缸鼻梁区、两个排气道下方局部区域存在流动死区.结构优化后,水套平均流速达到1.35 m/s,平均换热系数达到9 826 W/(m2·K),较原方案分别提高了35％和26.5％.在热负荷最大的缸盖鼻梁区,冷却水平均流速达到1.33 m/s,提高了41.5％,换热系数都在5000 W/( m2· K)以上,没有出现原方案中的局部流动死区和大的漩涡.     

基于有限元柴油机气缸垫固流耦合场分析

建立了汽车发动机气缸盖、气缸垫与冷却水组合结构有限元分析的三维CAD/CAE应用软件集成系统,采用固流耦合分析方法确定了固流独立个体的耦合热传递边界面,通过单元转换,在单一模型中完成了流场、温度场和应力场的计算,与试验结果对比,计算误差满足工程设计要求,可为气缸盖与气缸垫组合设计提供一定的理论依据。     

壁面振动致气缸套空蚀现象模拟

为研究气缸套受活塞敲击而产生的壁面振动对气缸套振动壁面附近冷却水流场的空蚀影响情况,通过使用计算流体力学(CFD)方法,基于AVL-Fire流体计算软件提供的欧拉多相流空化模型,结合动网格技术建立近振动壁面处流场区域的多相流流场空化模型,将气缸套出现空蚀的振动壁面处的振动特性及其附近冷却水的流场特性进行耦合分析,得到了壁面衰减振动条件下流场的空化特性.对比在壁面振动条件下的流场空化云图,结果表明:气缸套壁面振动是气缸套空蚀的主要因素,受振动壁面影响而产生的空化气泡将在狭隙后圆弧壁面处聚集并溃灭,造成此处的空蚀较为严重,这与气缸套穴蚀部位的试验统计结果一致.通过对比同样壁面振动条件下入口流速不同时流场的空化云图,发现流场处于较大流速状态下,更容易产生空化区域.     

柴油机功率强化前后气缸盖的温度场模拟与试

对功率强化前后的柴油机分别进行了性能仿真计算,进而确定了缸盖温度场计算的边界条件;利用有限元软件对气缸盖进行三维稳态热分析,并考虑了冷却水沸腾换热的影响;在该柴油机的单缸试验机上进行了稳态温度场测量试验,分析了试验和计算结果;得到了火力面边界条件的设置规律、稳态温度场随工况的变化关系和单缸机与多缸机的稳态温度场差别.     

四气门直喷式柴油机缸内流场试验研究

通过螺旋气道与不同进口面积切向气道的组合试验，分析了各种组合进气系统的流通特性，发现通过改变切向气道进口面积就能很容易地实现涡流比的调节。利用热线风速仪对模拟缸内空气流动进行了测量，结果表明4气门柴油机进气过程中在远离缸盖的平面内形成稳定的旋涡，其涡流中心偏离气缸中心。揭示了4气门柴油机进气涡流的形成过程及缸内流场的特点，详细探讨了切向气道进口面积和气门升程对缸内流场的影响。     

微孔渗灌管水力特性的试验研究

通过试验实测的方法,对埋入地下的微孔渗灌管灌水时管路的水力特性进行了研究。结果表明,随着进水口压力、管长和微孔渗灌管透水性能的增加,微孔渗灌管水流量、沿程的水头损失和水力偏差率增大,且水头损失主要发生在微孔渗灌管靠近进水口的前半段。实际设计管网时,应综合考虑供水压力、渗灌管透水性能对水头损失的影响,确定管网中毛管的长度,保证灌水均匀度。     

柴油机气缸盖的三维有限元结构强度分析

针对部分柴油机气缸盖在服役初期出现了不同程度、不同位置的破坏现象，本文采用三维有限元建模对缸盖进行了结构强度分析，计算了气缸盖的温度场、综合应力场，其计算结果和试验结果基本吻合。为柴油机气缸盖改进结构设计提供了理论依据。     

混流泵出水歧管流场分析及结构改进

针对排灌作业混流泵出水歧管头部涡旋严重,歧管侧面出水流道内存在较为严重的涡旋及局部脱流问题,提出了相应的结构改进方案,以提高侧面出口断面速度分布均匀性、减小流道的水力损失为目标,将建立的参数化三维模型导入至IECM中完成网格的划分,利用CFD三维湍流数值模型进行有限体积法分析,逐步改进出水歧管流道的结构。结果表明,管道的连接圆滑过渡程度、岔管的夹角会影响流场的分布,通过这2个关键因素的改进来提高出水歧管的流道性能,从而减小水力损失。     

梯形渠道机翼形量水槽试验

基于Hager对圆锥筒及圆柱体量水槽测流原理分析,推求出梯形渠道机翼形量水槽在自由出流时的流量理论计算公式,指出流量校正系数可由相对水头确定.选择6种收缩比进行了一系列室内模型试验,并根据试验数据建立了相对流量与相对水头的无量纲关系式.结果表明,相对流量与相对水头具有良好的相关关系,流量计算最大相对误差为±3.5%,该量水槽临界淹没度可达0.90,控制断面收缩比为0.372～0.585时可得到较好的量水效果.