气缸盖鼻梁区水腔结构及两相流动参数对沸腾传热影响研究

针对高强化柴油机气缸盖鼻梁区严重的热负荷问题,将鼻梁区结构简化为一个矩形加V形截面形状,建立了参数化模型。采用气液两相流沸腾传热计算模型,对其简化模型进行了流固耦合传热仿真计算。在此基础上,采用试验设计方法,研究了冷却水进口速度、温度和沸腾时所产生的气泡尺寸等两相流动参数及在矩形尺寸不变的条件下,V形高度和下部宽度的变化对鼻梁区最高温度的影响。研究结果表明:鼻梁区最高温度随冷却水进口速度、气泡尺寸、V形高度及下部宽度的增大而降低,随冷却水进口温度的升高而升高;V形高度方向的变化对沸腾传热产生的影响比下部宽度方向的变化更明显,冷却水进口速度的变化对沸腾传热产生的影响比进口温度的变化更明显。     

截面形状改进设计对缸盖鼻梁区沸腾传热的影响

针对高强化柴油机气缸盖排气门鼻梁区严重的热负荷问题,考虑到不同截面形状沸腾管冷却效果的差异性,在将气缸盖鼻梁区水腔截面结构分别简化为T形、矩形加V形及矩形加半圆形等基础上,对其截面进行了改进设计.采用气、液两相流沸腾传热计算模型,对截面形状改进前、后鼻梁区结构与冷却水腔所组成的流固耦合传热系统进行了仿真计算,计算结果与气缸盖温度场试验结果具有较好的一致性.在此基础上,采用试验设计方法,研究了截面形状改进前、后冷却水进口速度和温度对鼻梁区最高温度的影响.结果表明:截面形状改进后冷却水进口速度和温度对鼻梁区最高温度也具有重要影响;当冷却水进口速度最小或温度最大时,改进后3种截面形状都更有利于鼻梁区的沸腾冷却;改进后在相同的进口速度或温度条件下T形截面形状流道鼻梁区最高温度始终小于改进前.     

一种适用于缸盖水腔沸腾传热计算的模型

基于VC 6.0开发了一种单相流沸腾传热模型,通过引入空泡份额的概念将沸腾发生时的流场看作一个气液均匀混合的单相流,从数学上对该模型进行了描述并介绍了模型的数值实现方法.通过与试验结果的对比,表明模型适用于缸盖冷却水腔内沸腾传热计算.试验和计算结果还表明,压力对沸腾传热的影响较为明显.最后以226B型发动机水腔为工程应用对象,计算出了水腔内的空泡份额分布和水腔内的流速分布情况.     

基于Chen模型的缸盖冷却水腔内沸腾传热研究

基于Chen模型研究了柴油机模拟冷却水腔内的沸腾传热,并与试验数据进行对比,验证了模型的适用性,并将此模型应用于柴油机缸盖及冷却水套内的耦合传热计算。计算结果表明:沸腾传热可有效提高冷却水的换热能力,降低冷却水套壁面局部高温区域的温度,降低缸盖本体的温度梯度,从而降低缸盖热负荷及热应力;考虑沸腾时,缸盖局部温度点仿真计算结果与试验结果误差更小。     

一种适用于缸盖水腔沸腾传热计算的模型

基于VC 6.0开发了一种单相流沸腾传热模型,通过引入空泡份额的概念将沸腾发生时的流场看作一个气液均匀混合的单相流,从数学上对该模型进行了描述并介绍了模型的数值实现方法。通过与实验结果的对比,表明模型适用于缸盖冷却水腔内沸腾传热计算。实验和计算结果还表明,压力对沸腾传热的影响较为明显。最后以226B型发动机水腔为工程应用对象,计算出了水腔内的空泡份额分布和水腔内的流度分布情况。     

基于沸腾模型的内燃机缸盖多场耦合传热

通过车用天然气发动机,建立了包括冷却水腔内流动沸腾传热、气缸盖内固体导热及缸内进排气燃烧在内的多场耦合仿真系统.采用直接耦合算法进行气缸盖固体区域与冷却水腔流体区域流固耦合仿真,采用顺序映射的方式进行缸内燃气区域与流固区域多场耦合仿真.通过CFD软件中UDF功能嵌入合适的单相沸腾传热模型对缸盖水腔内传热进行分析计算,并在此基础上结合试验测量结果,对比分析发动机在不同冷却水温度与不同冷却系统压力下缸盖温度场变化趋势.研究表明:多场耦合仿真系统可以解决缸盖传热边界不易给定的难题,能够更真实准确地描述出缸盖复杂传热过程,且考虑沸腾传热因素后有助于提高在不同冷却条件下缸盖热关键区域温度场的计算精度.     

一种适用于缸盖水腔沸腾传热计算的模型

基于VC＋＋6．0开发了一种单相流沸腾传热模型，通过引入空泡份额的概念将沸腾发生时的流场看作一个气液均匀混合的单相流，从数学上对该模型进行了描述并介绍了模型的数值实现方法。通过与实验结果的对比，表明模型适用于缸盖冷却水腔内沸腾传热计算。实验和计算结果还表明，压力对沸腾传热的影响较为明显。最后以226B型发动机水腔为工程应用对象，计算出了水腔内的空泡份额分布和水腔内的流度分布情况。     

内燃机缸盖水腔内汽液流动可视化与传热试验

以一台水冷式增压柴油机为研究样机,采用内窥镜式高速摄影技术和温度场测量技术,搭建了用于内燃机缸盖鼻梁区冷却水腔内汽液两相流动与传热研究的可视化试验系统.通过试验发现,在标定工况下,缸盖鼻梁区冷却水腔内存在着大量气泡,并观察到了这些气泡的形成、附着、扩散以及湮灭现象.研究结果表明:随着冷却流量的下降,气泡数量大幅下降,而气泡尺寸有所增大;同时,在热流密度较高的区域,由于存在着一定程度的沸腾换热,测点温度并没有随冷却流量的大幅下降而有显著的提高,而在热流密度不高的区域内,测点温度却有所提高.     

溶液反应堆两相流动传热数值模拟

应用欧拉两相流最新CFD模型技术对某溶液反应堆台架模型堆芯内气液两相流动传热进行了数值分析。堆芯内离散相气泡被考虑为不同直径的组分,摒弃了传统均一离散相的假设(即假设所有气泡为同一直径和形状),把应用群体平衡理论建立起来的MUSIG(Multiple-Size-Group)模型考虑到CFD分析中。MUSIG模型用于分析堆芯内气泡的流动和大小分布。将气体离散相采用分为5组不同直径的气泡直径。分别采用Luo and Svendsen和Prince and Blanch模型描述不同直径气泡组之间的破裂和聚合。模拟结果与台架实验结果吻合较好。     

气液两相流泵内气泡大小及分布规律研究

为了研究气液两相流离心泵内的气泡分布规律以及气泡大小对数值模拟的影响,采用高速摄像技术对泵内气液两相流动进行可视化试验,采用Fluent中的Eulerian模型和SST k-ω湍流模型对泵内的气液两相流动进行数值模拟.在转速为400 r/min、液相流量为10 m3/h和气相流量为0.5 L/min时,泵内流型为孤立泡...