內燃機冷卻系統強化傳熱的探討.pdf

1、冷卻系統是內燃機的一個重要組成部分，隨著內燃機升功率的大幅提高，必然會產生更高的缸內溫度，從而造成更多的熱量傳遞給燃燒室部件，由此產生的內燃機冷卻問題變得越來越突出，已成為制約內燃機高強化發(fā)展的一個瓶頸，冷卻系統工作性能的好壞將直接對內燃機的使用壽命、燃油經濟性等產生重要影響。所以冷卻系統的優(yōu)化設計是內燃機設計過程中的一個關鍵性問題。
　　本文采用直接流-固耦合的方法，利用不同的內燃機冷卻系統強化傳熱的手段，對CA6DE2-23型

2、柴油機冷卻系統和燃燒室部件的傳熱進行了相關的研究，文章主要工作及創(chuàng)新點包括:
　　首先，進行常規(guī)冷卻介質下內燃機冷卻系統與燃燒室部件流-固耦合計算，之后分別考察冷卻系統的壓力損失、換熱系數分布與溫度場等來評價冷卻系統的流動與換熱效果，再通過分析發(fā)動機燃燒室部件的火力面最高溫度，及溫度梯度等來評價內燃機燃燒室部件的熱負荷。
　　然后，根據納米流體強化換熱的特性，將其應用于發(fā)動機的冷卻系統內，代替目前內燃機冷卻所使用的傳統工質，

3、對整機冷卻系統采用直接流-固耦合數值模擬，對納米流體分別采用單相流以及歐拉-歐拉兩相流的計算方法，分析納米流體在內燃機冷卻系統中應用價值，并將納米流體的強化傳熱效果與常規(guī)介質純水的數值換熱情況進行對比。研究發(fā)現，加入納米流體之后，內燃機冷卻水腔內流場、壓力損失等并未發(fā)生明顯的變化，但傳熱效果大幅增強，燃燒室部件的最高溫度和火力面的溫度梯度都顯著降低，考慮兩相之間相互作用的兩相流模型比只考慮物性改變的單相流模型的計算結果更準確。
　

4、　最后，利用過冷沸騰可以強化傳熱的特點，本文在歐拉均相模型的基礎上，建立六缸柴油機流-固耦合的兩相流沸騰傳熱模型，對內燃機冷卻系統整體進行三維流動傳熱計算。模擬計算中先不考慮相變因素對于傳熱的影響，進行單相對流換熱的計算，分析此時燃燒室部件與冷卻系統的換熱情況，然后在同樣網格以及邊界條件的基礎上，添加過冷沸騰模型，完成兩相流沸騰傳熱模型的計算。比較無相變與有沸騰相變的計算結果，分析相變因素對于冷卻系統傳熱的影響，發(fā)現在有相變的情況下，流