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防爆柴油机作为井下车辆动力之一,凭借其高热效率、低油耗以及使用安全、操作灵活等优势,应用的范围越来越广。但防爆柴油机排气系统内排气水洗箱、排气栅栏等防爆装置的安装增加了排气系统的阻力,不利于柴油机的换气和燃烧,导致其动力性和经济性降低。因此,研究如何降低防爆柴油机排气系统的排气阻力,对提高防爆柴油机的整机性能具有十分重要的意义。本文以4100型防爆柴油机为研究对象,运用计算流体动力学(CFD)技术及FLUENT分析软件,对柴油机水夹套排气歧管、水夹套排气管、水洗箱和排气栅栏内部流体的流动特性进行分析,并在此基础上对模型进行结构改进,以降低排气系统的排气阻力。本文的主要研究内容如下：1)应用FLUENT软件,对排气歧管、排气管以及排气歧管和排气管整体模型的内部烟气流场进行分析,得到其内部压力和速度的分布情况,结果表明,改进后的防爆柴油机烟气模型,边侧涡流消失,流通阻力减小,流量增大,在一定程度上提高了防爆柴油机的排气性能。2)运用三维建模软件UG,建立了水套式排气歧管的管壁、内部烟气和冷却水的几何模型并进行组装。利用GAMBIT软件划分网格,并应用FLUENT软件模拟排气歧管的流体流动和传热以及流体与排气歧管之间的耦合传热,得出内部流场和温度场分布状况。结果表明原水套式排气歧管及改进后模型的表面温度均不超过423K,满足安全防爆的要求。3)建立了排气水洗箱内部流场的气液两相流模型,对排气水洗箱原模型、单阻烟板模型、双阻烟板模型进行了数值模拟计算和对比分析,主要对水洗箱内部压力、速度及气相体积分数的分布情况进行了深入的研究,结果表明加装阻烟板的排气水洗箱冷却水与烟气接触面积增加,冷却效果较好。4)建立了原方管排气栅栏与改进型方管排气栅栏的内部烟气模型,对其压力、速度、湍动能的分布情况进行了对比分析。结果表明改进型方管排气栅栏可有效降低涡流强度,减小气流损失,提高流场稳定性,从而改善防爆柴油机的排气性能。