發(fā)布時間：2017-11-20 00:21

  本文關(guān)鍵詞：船用低速二沖程柴油機(jī)燃燒室關(guān)鍵零部件熱負(fù)荷分析

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【摘要】：近年來,隨著能源與環(huán)境問題的日益突出,對船舶動力的要求越來越苛刻,傳統(tǒng)船舶動力急需變革。柴油機(jī)作為應(yīng)用最廣泛的船舶動力裝置,一直向高強(qiáng)化、低油耗、低排放、智能化方向發(fā)展。隨著各種新技術(shù)及其組合的應(yīng)用,船舶柴油機(jī)的功率密度和強(qiáng)化程度不斷提高,相應(yīng)地,燃燒室組件所承受的熱負(fù)荷越高,對燃燒室組件的可靠性提出了更高的要求。為了分析燃燒室組件的熱負(fù)荷狀態(tài),論文采用流固耦合方法對燃燒室室關(guān)鍵零部件進(jìn)行溫度場和應(yīng)力場分析。首先,應(yīng)用三維CFD軟件對某船用低速二沖程柴油機(jī)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬,根據(jù)冷卻液的壓力損失、流場及換熱系數(shù)分布等評估其冷卻性能；對缸內(nèi)工作過程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析燃燒室內(nèi)溫度變化及壁面換熱系數(shù)分布情況；在CFD分析基礎(chǔ)上映射得到燃燒室內(nèi)壁面和冷卻水側(cè)換熱邊界條件。其次,建立燃燒室組件模型,將映射得到的熱邊界條件施加到有限元網(wǎng)格上,進(jìn)而對燃燒室組件進(jìn)行溫度場分析,獲得額定工況下燃燒室組件穩(wěn)態(tài)溫度場分布和熱流密度分布情況。結(jié)果表明,高溫區(qū)域主要分布在缸蓋火力面區(qū)域,且溫度場周向分布不均。燃燒室組件采用“薄壁強(qiáng)背”及鉆孔冷卻的方式有利于提高冷卻效果,增加當(dāng)?shù)責(zé)崃髅芏?減小熱負(fù)荷。最后,在溫度場分析基礎(chǔ)上,考慮機(jī)械負(fù)荷的影響,對燃燒室組件進(jìn)行熱-機(jī)械耦合應(yīng)力場分析,最終得到最大爆發(fā)壓力時刻燃燒室組件應(yīng)力分布及變形情況。結(jié)果表明燃燒室組件應(yīng)力分布主要受熱負(fù)荷影響,缸蓋火力面應(yīng)力值較高,缸套內(nèi)壁面應(yīng)力較低。燃燒室組件整體變形均勻。通過上述工作,獲得了燃燒室組件熱負(fù)荷狀態(tài),分析了引起燃燒室組件熱損傷不可.忽略的因素,為燃燒室組件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支撐。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U664.121.1

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李迎;內(nèi)燃機(jī)流固耦合傳熱問題數(shù)值仿真與應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2006年

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本文編號：1205432