中冷器内流道流动均匀性研究

为解决中冷器内部流动不均匀的问题,提出了具有整流装置的中冷器概念。基于计算流体力学方法,对具体的无整流装置和有整流装置的两种中冷器内部流场进行了比对分析。结果表明:具有整流装置的中冷器可有效提高中冷器内部气流的流动均匀性和温度分布均匀性。在此基础上,中冷器的冷却能力得到提升,同时提高了发动机的燃油经济性。     

基于CFD技术的中冷器结构优化与改进研究

为改善某款多功能农机作业车的中冷器的散热性能和流动性能,对其内部气体流速、温度和压力分布情况进行CFD仿真研究。在台架试验验证其CFD仿真模型有效性的基础上,探究进气室内导流片的结构参数对中冷器性能的影响,运用Isight建立均匀性系数和导流片结构设计参数的Kriging近似模型,以均匀性系数最优为优化目标,用模拟退火算法对近似模型进行优化。结果表明,当导流角α为80°,结构参数L/L0为0.25时,气流分布的均匀性系数最优,中冷器的散热性能最佳。结构优化后的中冷器出口温度降低6.3℃,压力损失降低2.37kPa,提高发动机的动力性和排放性能。研究结果为今后中冷器气室的结构设计和参数优化提供有益参考。     

射流脉冲三通毛管灌水均匀性试验研究

为了提高低压滴灌系统灌水均匀性,基于附壁与切换原理发明了射流脉冲三通发生器,试验研究了不同压力工况下脉冲频率、脉冲振幅2种因素对灌水均匀系数、流量偏差率的影响,并分析了脉冲条件下毛管铺设长度和进口压力对灌水均匀性的影响.结果表明:在毛管铺设长度相同时,不同低压下射流脉冲三通灌水均匀系数的平均值比普通三通提高了0.65%,流量偏差率明显低于普通三通,平均降幅为3.62%;低压条件下产生脉冲频率高于200次/min,脉冲振幅高于2.5 m;相同压力条件下,灌水均匀系数随毛管铺设长度的增大而降低,流量偏差率随毛管铺设长度的增大而显著增大;毛管铺设长度相同时,灌水器流量随进口压力增大而增大,进口流量也会随之增大.     

农用单缸柴油机喷醇器流量特性试验研究

采用进气道甲醇电控喷射方式,在农用单缸柴油机中掺烧甲醇,喷醇压力和甲醇温度会改变每循环喷醇量,直接影响单缸柴油机甲醇的掺烧比。采用试验的方法,在不同喷射压力、甲醇温度条件下,测量喷醇器流量随喷醇脉宽的变化规律,对循环喷醇量特性进行分析,采用数值分析的方法,提出循环喷醇量的修正MAP。结果表明,脉宽在0~0.5 ms喷醇器处于无效喷射阶段,0.5~1.5 ms循环流量随脉宽增大呈非线性增加,脉宽大于1.5 ms,循环流量随脉宽增大基本呈线性增长;循环喷醇量随喷醇压力和甲醇温度的提高而增大,1.5~10 ms阶段,喷射压力每提升25 kPa,循环流量平均提高4.8%,甲醇温度每提升15 ℃,循环流量平均提高3.2%;喷醇压力和甲醇温度变化时,提出的修正MAP能够有效对喷醇量进行校正。     

基于AVL FIRE对柴油机微粒捕集器捕集过程的模拟研究

利用AVL FIRE软件建立柴油机微粒捕集器(DPF)三维模型,模拟DPF捕集过程,研究进气流量、进气温度、过滤壁厚度和孔密度对捕集过程的影响规律。研究结果表明:减小进气流量能改善气体流动,并且能提升DPF捕集性能和流阻性能;降低进气温度能改善气体流动和流阻性能,但不利于提升捕集性能;增大孔密度不利于气体流动,但能提升流阻性能和捕集性能;减小壁厚能改善气体流动和流阻性能,但会恶化捕集性能。     

带有导流板中冷器集气壳数值模拟

针对中冷器集气壳出口处流场的不均匀性,提出内部加装导流板的改进方法,并借助Fluent软件对带有导流板的中冷器集气壳内流体流场进行数值模拟计算,以结果为凭借判断壳内导流板对气流流动特性的改善效果。结果表明,在气壳内部加装一定数量的导流板能较为明显地改善气壳内流体的流动特性。     

整车热管理模拟方法的优化研究

基于某轻卡整车热管理项目,对整车进行了热管理模拟分析。利用换热器模型以及体积热源模型分别模拟散热器以及中冷器。模拟结果显示,利用两种模型在整体上都能够较为准确地模拟出散热器以及中冷器在散热量、压降分布以及进出口的质量流量分布。换热器模型能准确模拟出散热器、中冷器表面的温度分布及散热器和中冷器进出水室的温度分布。     

汽车发动机舱热管理三维仿真分析与优化

利用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟方法对某车型汽车发动机舱流场进行仿真分析,发现该车发动机舱冷却模块和进气格栅组成的"前舱"回流现象明显,热源局部高温。针对以上问题,提出了布置密封导流通道、冷却模块倾斜5°、冷却风扇中置及采用双冷却风扇4种优化方案,经过比较分析发现,在进气格栅与冷却模块之间增加密封导流通道,空气流量提高明显,经过散热器的空气流量平均提高了10%以上,经过中冷器的空气流量平均提高了50%以上,有效改善了原车发动机舱的散热性能。     

增压柴油机气道流量系数评价与稳流特性研究

理论推导了增压柴油机考虑气体可压缩性的流量系数计算公式,建立了直气道稳态流动仿真模型,研究了进气压力与气道压差对直气道稳流特性的影响。结果表明:当气体可压缩性较强时,Ricardo评价公式的计算结果偏离真值的程度越大,不适用于增压气道性能的评价,理论推导的流量系数计算公式能够适用于增压气道流通能力的评价计算;可压缩性对气体流动的影响与进气压力无关;与相对压差r有关,随着r的增加,可压缩性对气体流动的影响逐渐增强;当r一定时,随着进气压力的增大,平均流量系数C_(aver)逐渐增大,增大幅度逐渐减小;当进气压力一定时,随r的增大,C_(aver)先增加后减小;r_(max)随着进气压力的增加近似呈线性递减。     

离心泵小流量工况下的内部流动特性

为研究离心泵在小流量工况运行下性能及其内部流动特性,以型号为IS160-50-65的离心泵为研究对象,采用商用化软件Ansys CFX 12.0对模型离心泵的叶轮进口、叶轮流道以及蜗壳流道组成的全流场进行定常数值计算.同时,为了提高数值计算的准确性,考虑采用3种不同的网格数对模型离心泵的扬程进行网格无关性分析.且从离心泵的外特性及其内部流场分析了不同小流量工况下离心泵性能的变化规律.研究结果表明:与试验结果相比,设计工况下,扬程预测偏差为1.47%,效率预测偏差为3.61%;且随着流量降低,计算扬程的偏差值呈一定的下降趋势,计算效率的偏差值逐渐增大.另外,在设计工况下,离心泵的内部流动比较均匀;而在小流量工况下,离心泵进口管道及叶轮流道均出现回流现象,而回流引起的旋涡流有时甚至会堵塞叶轮流道;在极小流量Q/Q_d=0.2时,回流区域已延伸至全部的进水管路中.     

吸力式微润灌水器水力特性试验研究

在参照滴头水力特性检测方法的基础上,从流量变异系数、流量压力关系、水量分布均匀系数等角度研究了吸力式微润灌水器水力特性。结果表明,0.02MPa工作压力下微润灌水器流量变异系数均值为5%,流量变异系数随着压力的增大先减小后增大;流量随着工作压力的增加而明显增大,二者之间具有良好的幂函数关系;水量分布均匀系数在83%～93%之间变化,随工作压力的增加先增大后减小,为了尽可能保证灌水器出流量和灌水均匀,工作压力宜控制在0.018～0.025MPa之间。     

均匀坡下微灌毛管水力设计的平均水头法

“平水头法”是均匀坡下微灌毛管水力设计中一种简单易行的方法。该方法根据流量指数x和允许压力偏差率在特定范围内灌水器平均流量所对应的压力与平均(设计)压力近似相等的原理,建立端压与均压间的关系式,以压力设计结果代替流量设计结果。通过相对误差分析,证明了这种方法在实际应用中的可行性。     

痕灌带地埋下水力特性

为了获得痕灌带在田间应用的设计参数及其水力性能,通过室内与室外试验相结合的方法,针对流量规格为900 mL/h的痕灌带在自由出流时的制造偏差系数、流量与压力关系及其地埋后的水力特性以及痕灌毛管的地埋极限铺设距离进行了计算与评估.试验结果表明,试验痕灌带制造偏差系数为0.04,制造精度较高,且痕量灌水器压力-流量关系符合微灌灌水器幂函数关系式;痕量灌水器在地埋条件下,流量对压力变化的敏感性要高于自由出流.痕灌带(900 mL/h)在地埋后其流量减小幅度不明显,与室内自由出流相比,在额定工作压力条件下(10 m),地埋后痕量灌水器平均流量减少3%~8%;此外,在满足系统流量偏差系数(q_v)不大于20%条件下,并结合田间土壤含水率空间变异性的研究验证,试验痕灌带(900 mL/h)在平坡铺设、砂壤土中的地埋铺设极限距离为150 m左右.     

变隙式压力补偿灌水器水力特性实验研究

对自行研制的变隙式压力补偿灌水器的水力性能进行了实验研究,旨在揭示其水力特性,为改进和应用提供依据。为便于性能比较,同时测试了3种市售灌水器,包括NETAFIM、奥特普和丰霸灌水器。结果表明,变隙式灌水器的压力补偿范围为0.006~0.500MPa,额定流量为3.989L/h,流态指数为-0.002 6;0.1MPa压力点变异系数为4.64%;压力补偿范围内各压力点25个灌水器的平均流量与额定流量的平均偏差为2.81%,可用于微压滴灌和高差较大的山地滴灌系统。然而,0.1 MPa压力点的流量偏差过大,为6.14%,有待改进。     

导叶安装位置对余热排出泵内流特性的影响

为研究导叶与蜗壳的最优相对安装位置,采用ANSYS CFX14.0对百万千瓦级核电用余热排出泵不同流量工况下定常流动进行全流道三维数值模拟,分析导叶与蜗壳5种不同相对位置对余热排出泵内部流动特性的影响规律,对比分析了泵内部压力、速度及湍动能分布特性.结果表明:在设计流量和大流量工况下,导叶与蜗壳不同相对位置对扬程的影响较小;在小流量工况下,导叶与蜗壳的相对位置对叶轮内部压力分布影响较小,对导叶和蜗壳内流特性影响较大;当导叶与蜗壳相对位置θ=79.56°时,余热排出泵高效区最宽,导叶流道内沿流线方向压力梯度变化比较均匀,蜗壳流道内压力、速度梯度变化最小,蜗壳出口压力梯度变化均匀.该研究为导叶的最优相对安装位置提供了一定的参考.     

甲醇发动机稳压腔结构对进气的影响研究

针对甲醇汽车发动机进气不均匀的问题,建立进气系统三维模型,运用湍流方程,对甲醇汽车发动机侧置进气系统内流场进行仿真计算,对比了不同稳压腔参数下的流线分布和各歧管中的质量流量,分析流场的流动特性,进而研究进气系统的进气均匀性。结果表明,进气总管与稳压腔的夹角增大有利于提高气体流动性,但夹角过大会产生较多涡流,在5°时进气均匀性最好;稳压腔壁面倾角增大,导致稳压腔容积增大,有利于提高充气系数,但倾角过大会导致腔内流体速度梯度变化大,在2°时,发动机进气均匀性最好。     

多点电喷气体发动机燃气脉宽控制策略设计

针对某品牌六缸多点电喷发动机,设计了发动机正常工况下的燃气脉宽控制策略。发动机控制器根据采集到的传感器信号,如转速信号、进气压力、进气温度等,分别计算出气缸的容积效率和空气质量流量。根据氧传感器信号的正常与否分别对空燃比进行开环、闭环控制,并根据进气温度、冷却水温和蓄电池电压等信号对空燃比进行修正。根据计算所需喷气量和喷气阀的流量特性确定发动机在正常工况下所需的燃气脉宽。在稳态情况下采用速度密度法求解空气质量流量,对于空气进气量的判断更为准确。通过PI控制调节空燃比的大小,能够快速将空燃比稳定在合适的范围,且调节响应速度快,超调量小。从而实现了对燃气脉宽的精准控制,提升了气体发动机的燃烧效率,降低了有害、有毒物质的排放。     

膜片对压力补偿灌水器水力性能影响及内部流固耦合模拟

为了研究弹性膜片参数对管上式压力补偿灌水器水力性能的影响和内部补偿腔压力补偿原理,以Supertif-03120-0003型号的压力补偿灌水器为原型件,通过3D打印技术制作管上式灌水器试验件,测试入口压力为0~350 kPa时的压力-流量曲线,分析弹性膜片(天然橡胶材质)的厚度与硬度对其水力性能的影响;借助ADINA软件,采用流固耦合的计算方法,分析了压力补偿灌水器内部补偿原理及水力性能.结果表明:弹性膜片厚度一定,随着硬度增加,灌水器的出流量和起调压力均呈现增大的趋势;弹性膜片硬度一定,随着厚度增加,灌水器的出流量和起调压力均呈现增大的趋势,在起调压力点之后,灌水器出流量的增长速率减慢,最终压力-流量曲线趋于平缓.在此灌水器内部结构下,膜片参数存在最优选择,即厚度为1.4 mm,硬度为50HA;压力-流量关系的数值模拟值与实测值比较接近,两者最大偏差小于5%,说明采用ADINA软件模拟得出的压力-流量关系与实测值具有较好的一致性.该方法为压力补偿灌水器的进一步研发提供了可视化途径.     

一种变曲率式流道灌水器的数值模拟分析

针对一般灌水器流量对压力变化的敏感程度偏大,灌水器易堵塞的问题,提出了一种变曲率式流道灌水器。结合绕流原理和环流原理,参考主航道设计思想,采用曲面壁面设计。应用CFD软件对灌水器内部流动状态进行数值分析,得到灌水器的压力～流量曲线以及在一定压力下的水流迹线图和粒子轨迹图,并通过水力性能试验和短周期抗堵性能试验对其进行验证。揭示了灌水器内部流动特性及消能机理,为新型灌水器的设计与开发提供一定的理论基础。     

不同类型滴灌带的爆破压力试验研究

以内镶贴片式为主的不同类型滴灌带为材料,研究不同温度下,滴头间距和滴头流量与滴灌带爆破压力的响应关系;常温常压下滴头流量的均匀性。不同类型的滴灌带试样在15、23、30、37、45℃进行爆破试验。结果表明,小于37℃时,温度与爆破压力呈负相关关系,45℃时,爆破压力值随温度的增加有回升的趋势。同一温度下,滴头间距和滴头流量越大,所承受的爆破压力越大,3种滴灌带的流量均匀性合格。