柴油機(jī)缸內(nèi)輻射換熱的數(shù)值模擬.pdf

1、柴油機(jī)缸內(nèi)的燃燒及熱輻射問題是內(nèi)燃機(jī)傳熱研究的一個(gè)分支，隨著測(cè)試技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得深入研究?jī)?nèi)燃機(jī)缸內(nèi)的傳熱問題成為可能。通過對(duì)傳熱問題的研究，可以預(yù)測(cè)內(nèi)燃機(jī)部件在高溫作用下產(chǎn)生熱疲勞、熱變形以及燃燒釋放的熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的效率，同時(shí)對(duì)于日益嚴(yán)重的內(nèi)燃機(jī)排放問題的研究產(chǎn)生積極的影響。柴油機(jī)缸內(nèi)的傳熱以對(duì)流和輻射為主，已有的文獻(xiàn)對(duì)缸內(nèi)對(duì)流換熱的研究較為深入，而缸內(nèi)熱輻射問題由于其復(fù)雜性，研究還有待于深入進(jìn)行。為此本文較為系統(tǒng)地從理

2、論計(jì)算上對(duì)柴油機(jī)缸內(nèi)的燃燒及熱輻射進(jìn)行了較為深入地研究。 本文以單缸135直噴式柴油機(jī)為研究對(duì)象，首先采用GAMBIT軟件建立燃燒室模型，劃分網(wǎng)格后導(dǎo)入FLUENT軟件進(jìn)行缸內(nèi)輻射換熱數(shù)值模擬。FLUENT軟件所提供的圖形、曲線以及視頻文件等功能，可以直觀地表示缸內(nèi)燃燒過程的碳煙濃度、溫度以及輻射傳熱量的分布，為形象地揭示缸內(nèi)碳煙濃度、溫度以及輻射傳熱量的分布規(guī)律提供方便。 隨后對(duì)單缸135直噴式柴油機(jī)缸內(nèi)的輻射傳熱和燃

3、燒過程進(jìn)行了三維數(shù)值模擬計(jì)算，燃燒室的網(wǎng)格采用分塊網(wǎng)絡(luò)劃分法。用單步碳煙模型和P-1近似模型分別對(duì)缸內(nèi)的燃燒和輻射傳熱進(jìn)行計(jì)算，并分析了燃燒室溫度、碳粒濃度、壁面的輻射熱流量隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系，以及轉(zhuǎn)速、載荷和噴油提前角對(duì)于碳粒濃度和輻射傳熱量的影響。 數(shù)值模擬的結(jié)果表明：隨著柴油機(jī)負(fù)荷的增加，碳粒濃度變濃；而隨著柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，碳煙濃度減少；噴提前角過大時(shí)，碳煙濃度隨著噴油提前角的增加而變濃。柴油機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速對(duì)氣缸內(nèi)輻射