柴油机缸套耦合传热模拟及试验研究

发布时间：2020-08-10 06:24

【摘要】：随着汽车工业的不断发展尤其是我国汽车工业的进步,作为某些特种车辆主要动力来源的柴油机,其功率密度也不断增大。相应地,随着其功率密度的增加,柴油机零部件会承受更大的热负荷,从而影响柴油机工作的可靠性。所以,对柴油机燃烧室重要组成部分的缸套进行传热分析有非常重要的理论和实际意义。鉴如此,本文主要以计算入手,对某非强化柴油机缸套传热进行研究,寻找可行的分析方法,进而研究强化柴油机缸套的热特性。通过对ZS1100型柴油机缸套的传热计算与试验研究及其对比分析,获得了柴油机缸套热分析与测试的可靠方法。在此基础上,对某强化型单缸柴油机在功率为92kW的工况下进行其缸套传热计算。首先,基于UG进行几何建模,分别提取出强化柴油机的缸套和水套模型。然后,基于FLUENT对冷却水套进行CFD计算,同时使用GT-Power对该柴油机进行一维仿真,分别得到缸套内外壁面的边界条件。在定义和加载好各换热边界面的初边条件后进行计算,获得缸套的温度分布。之后,与该型柴油机试验测试数据进行对比,其误差均小于10%,进一步验证了研究方法的正确性和可靠性。最后,以缸套的节点温度值为载荷,研究强化柴油机的热-机耦合特性,获得了缸套的热应力分布。进而,通过计算分析研究该机型在大负荷工况下缸套的热特性。最后预测了该强化柴油机在四种强化工况下运行时的缸套温度分布。结果表明:缸套热负荷满足运行工作条件,燃烧室零部件满足可靠性和使用要求。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK421.1
【图文】：

油机缸套进行传热仿真和试验研r/min，扭矩 30N·m。在缸套上，误差在 5%以内，说明方法可单缸柴油机在 92kW 的单缸功率柴油机缸套和水套模型。接下来维仿真，分别得到缸套内外壁面进行计算，得到缸套温度场。接点的温度值后与仿真值进行对比。然后以缸套的节点温度值为载机强化后四种工况下的温度场并法为间接耦合法，具体是先计程如图 1-2 所示。

计算流程图

u lnE y1 参数： 1/41/2AAyCky 切应力： C k uuwAA/1/41/2 速度，Ak 表示湍动能，A y表示到壁面的质就是建立描述物理问题的方程组，离散行分析。CFD 仿真的计算流程如图 2-1 所

【参考文献】

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本文编号：2787699