内燃机缸内局部对流传热强度及其特性研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenliu2009
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柴油发动机因其具有扭矩大、压缩比高、燃油消耗低、燃烧效率高、经济性较好等优点而被广泛应用。通过改善柴油机的燃烧过程,在提高效率的同时减少污染物排放、增强经济性。柴油机缸内传热特性对缸内燃烧性能有很大影响,研究柴油机的传热特性可以认识燃烧过程,发掘提高燃烧效率、改善尾气排放的措施。在传热学领域,目前广泛使用的对流换热系数h和其无量纲数Nu只表述了壁面上的对流传热强度,对空间一点的对流换热强度没有定义。因此有必要开展内燃机缸内局部传热强度的研究,为揭示其与燃烧性能的关系奠定基础。论文利用KIVA-3V程序对直喷式1105型柴油机进行模拟,将获得的随曲轴转角变化的缸内平均温度曲线和缸内平均压力曲线与试验实测值进行比较,检验程序准确性。对计算获得的不同曲轴转角下的缸内压力场、温度场、速度场等的分布及变化特性进行分析。论文基于KIVA-3V程序中求解的能量方程推导出热通量对流传输方程。以KIVA-3V程序为基础,结合热通量对流传输方程,编写计算热通量以及速度和速度梯度对热通量传输的贡献的程序。论文获得了做功行程中部分曲轴转角的热通量分布特性以及速度和速度梯度对热通量传输的贡献。结果表明:热通量由高温区域向低温区域传输,由于可燃混合气燃烧的影响,在燃油喷束周围,热通量值大,而在气缸内其他区域,热通量值较小;由于可燃混合气燃烧使得缸内流场变化剧烈,在缸内形成涡流,速度和速度梯度对热通量传输的贡献加强。
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