冷却介质对内燃机冷却水腔内沸腾换热影响的模拟研究

发布时间：2022-01-26 04:10

　　由于排放法规要求,内燃机逐渐向高功率、紧凑化和轻量化方法发展,导致内燃机热负荷问题较为严峻,因此需要强化冷却系统的换热,其中采用更好换热能力的冷却介质成为许多学者的研究方向。而且气缸盖冷却水腔鼻梁区局部区域的壁面温度高于冷却介质的饱和温度,所以水腔内存在沸腾换热现象。本文采用过冷沸腾换热两相流模型和三相流模型分别模拟气缸盖冷却水腔内以纯水和纳米流体作为冷却介质的沸腾换热过程,依据热流密度、压力、流速和汽泡体积分数等数据研究纯水和纳米流体的换热过程和机理。主要研究内容和结论总结如下:（1）基于欧拉-欧拉模型建立过冷沸腾换热两相流模型,在此基础上耦合欧拉-拉格朗日模型建立三相流模型,并使用两相流和三相流模型分别模拟气缸盖冷却水腔内以纯水和纳米流体作为冷却介质的沸腾换热过程。以Kim SJ的简化圆形通道试验数据验证模型的准确性,发现二者的模拟值与试验值平均误差低于5%,具有较好的计算精度。探究浓度和流速等对纳米流体沸腾换热的影响,结果表明:随着纳米流体浓度的增加,壁面换热系数增加;沿冷却介质流动方向,壁面换热系数先降低后增加;流速增加时,壁面换热系数下降。（2）数值模拟研究内燃机气缸盖冷却水... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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各章联系框架路线图

换热（RPI）模型，其热流分区简图如图 2.1 所示，其壁面热流由三部分别是对流项热流 (W/m2)、汽泡生成时的蒸发项热流 (W/m2)和的激冷项热流 (W/m2)。因此，壁面总热流密度表达式为： = （

冷却介质对内燃机冷却水腔内沸腾换热影响的模拟研究热损失小于 1%。回路设有管壳冷却器，控制试验段入控制，出口压力为大气压力。蓄能器用于运行开始时流量由离心泵控制。中采用的冷却介质是体积分数为 0.1%的 Al2O3-水纳 40 nm，在纳米流体的制备过程中未添加表面活性剂

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]内燃机鼻梁区纳米流体沸腾传热模拟实验研究[D]. 薛易君.大连理工大学 2018
[2]柴油机气缸盖内流动换热研究及水腔结构改进[D]. 胥振龙.江苏大学 2018
[3]柴油机冷却流道内沸腾换热两相流模型研究[D]. 朱楠林.江苏大学 2018
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[5]内燃机气缸盖沸腾传热汽泡演化行为可视化实验研究[D]. 龚伟.江苏大学 2016
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[7]纳米流体换热特性在发动机缸体水套中的应用[D]. 高德军.哈尔滨理工大学 2016
[8]气缸盖冷却水腔内过冷沸腾传热多相流数值模拟基础研究[D]. 雷冬旭.大连理工大学 2015
[9]导热油纳米流体基础热物性及对流换热特换热特性实验研究[D]. 胡倩.浙江大学 2013



本文编号：3609788