基于沸腾传热的柴油机多场耦合传热研究

为了系统地分析沸腾传热的主要影响因素和变化规律,首先基于Kandlikar分区方法对沸腾传热曲线进行分区并对其进行标定;然后,将重新标定的沸腾传热模型应用于TBD234V6柴油机缸盖与冷却水腔的耦合传热计算。结果表明:缸盖冷却水腔中靠近火力面鼻梁区及排气道的局部壁面出现沸腾传热现象;考虑沸腾时,缸盖最高温度比不考虑沸腾时降低52K,贴壁面层的冷却水温最大值比不考虑沸腾时升高了3.2K。     

工作环境对发动机本体热负荷的影响

为了研究发动机工作环境对发动机本体热负荷的影响,以某型发动机为对象,采用缸内燃烧与冷却系统传热耦合计算方法,建立了温度和大气压力对发动机本体部件热负荷数值仿真模型。通过发动机热平衡台架试验验证了模型最大误差为9.1%,实车试验验证模型最大误差为6.2%。计算表明:发动机出口冷却水温度随环境温度和海拔升高而升高;环境温度46℃时的缸内活塞最高温度比-43℃时升高了15.4%,汽缸套最高温度升高15.5%;海拔高度每升高1 km,活塞最高温度升高1.04%,汽缸套温度升高0.95%。     

面向控制的电控单体泵柴油机仿真

为拓宽电控单元硬件在环仿真应用范围,进行了电控单体泵柴油机建模仿真。提出了面向控制的电控柴油机建模的要求和模型选择,在Matlab/Simulink中,建立了柴油机简化非线性模型以及电控单体泵系统模型,模型验证表明所建的柴油机模型具有较好的准确性;以计算时间和计算参数为衡量指标,分析和对比了不同的计算步长和计算方法对模型计算结果的影响;进行了实例模型应用试验,结果表明模型能实时准确地满足ECU硬件在环仿真要求。     

直喷式柴油机机械效率的数值计算与研究

本文应用一个数学模型计算研究直接喷射式柴油机的机械损失和机械效率.这个数学模型模拟了发动机气缸内的整个热力过程,考虑了瞬时传热损失和瞬时摩擦损失.通过数值计算可以求得发动机在各种工况时的机械效率与平均机械损失压力.计算是针对一台12V150L柴油机进行的.文中还研究了参数变化对机械损失和机械效率的影响.     

高焓高压空气加热器壁面传热过程数值计算

以一种高焓高压空气加热器为研究对象,对其冷却通道的流动和传热进行了三维数值仿真,冷却剂采用液态水,燃烧室和喷管分别采用不同的壁面材料,考虑壁面材料物性随温度的变化,并通过加热器热试验证了数值仿真结果的正确性。在此基础上,对比分析了气体辐射、冷却通道结构以及冷却水的流动方式对壁面换热的影响。结果表明:气体辐射对加热器燃烧室段壁面换热影响较大,对喷管壁面换热无明显的影响。在传热计算中,忽略气体辐射会引起较大的误差;冷却通道数和宽度存在最优组合,使得壁面换热量最大。冷却水的流动方式对燃气侧壁面温度影响较小,但对冷却液侧壁面温度的影响较大。     

基于数值模拟的柴油机后处理系统阻力研究

将柴油机用肇流式过滤体（Diesel Particulate Filter，DPF）简化为单通道流动管道的集合，根据准稳态流动的压力损失方程和传热方程建菠了DPF的一维流动模型；将柴油机工作过程模型与DPF流动模型集成，建宦了后处理系统的排气阻力模拟计算模型，通过台架试验验证，证明误差在3％以内。计算结果表明：柴油机在低负荷时，系统排气阻力与负荷近似呈线性关系；在高负荷时，二者近似呈二次曲线关系。计算给出柴油机全工况排气阻力MAP图，可用于标定DPF再生控制器。     

高原环境对车辆动力舱温度场及红外特性影响研究

高原环境下,发动机、冷却系统等部件的运行状况发生较大变化,对动力舱室热环境产生影响,给目标的红外特性预测带来困难。对高原环境下动力舱及内部柴油机的运行状况进行仿真,采用GT-POWER软件建立一维传热模型,对柴油机在西藏贡觉县运行时的状况进行模拟,并将结果与高原环境下三维目标温度场模型进行耦合,获得动力舱的三维温度场分布情况。基于此建立目标红外辐射特征模型,对动力舱的辐射特性进行计算。结果表明：相较于平原地区,高原地区柴油机的燃烧状况较差,功率及扭矩分别降低160 kW和782 N·m,有效燃油消耗率增大46 g/(kW·h);动力舱室表面温度有不同程度降低;排烟及周围部位的温度场及红外特征更为明显。     

低散热柴油机研究综述

低散热柴油机是对燃烧室等主要受热零部件采取隔热措施处理的发动机。发动机工作时,通过燃烧室表面向冷却水的传热减少,可以显著减小坦克发动机冷却系统的整体尺寸。介绍了低散热柴油机的研究和发展情况,分析了隔热技术研究存在的问题,提出了坦克装甲车辆柴油机应用隔热技术研究的方向,指出隔热技术应用于柴油机成功与否的关键是隔热部件或涂层材料的可靠性,应用隔热技术后,应该进行燃烧系统优化及车辆冷却系统的整体性能的研究。     

柴油机本体冷却水流动与传热CFD仿真研究

以某型高功率密度(HPD)柴油机基础样机为研究对象,应用CFD仿真方法研究该样机本体内冷却水的流动与传热过程,得到该样机冷却水流动与传热的阻力参数和热力学参数,为下一步结合水泵、水散热器等进行冷却系统的优化匹配提供参考依据。     

基于改进的Mie散射理论计算SiC红外遮光剂对气凝胶辐射传热的影响

采用改进的Mie散射理论计算了SiC红外遮光剂对气凝胶辐射传热的影响,计算时考虑了气凝胶基质的吸收特性,并与经典的Mie散射理论结果进行了对比分析,发现遮光剂粒子粒径的大小对计算结果有较大影响。同时,运用改进的Mie散射理论计算了红外遮光剂粒子粒径和添加量对复合绝热材料辐射特性的影响,对粒径为0.877μm、1.9μm、3μm以及4μm,质量分数为15%、25%、35%的SiC红外遮光剂消光系数进行了对比分析,结果与已有实验结果结论一致,而且粒径大小1.9μm质量分数25%时遮光系数比其余选择下的性能优秀。