本文關(guān)鍵詞：船用柴油機(jī)換氣流動(dòng)相似性研究

  更多相關(guān)文章： 船用柴油機(jī) 換氣 相似性 試驗(yàn)研究 大渦模擬

【摘要】：船用柴油機(jī)由于其功率范圍大、效率高、能耗低以及使用維修方便等優(yōu)點(diǎn),在民用船舶和艦艇動(dòng)力裝置中逐漸占據(jù)了支配地位。在船用柴油機(jī)的工作過程中,換氣過程直接影響混合氣的形成和燃燒過程。由于船用柴油機(jī)體積大,制造試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)與成本高,不易進(jìn)行對(duì)換氣過程的優(yōu)化及設(shè)計(jì)研究。因此,本文擬利用相似原理,通過對(duì)原始尺寸換氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行等比例縮小,研究原始模型與縮小模型之間相關(guān)參數(shù)的相似關(guān)系。研究對(duì)象包括四沖程和二沖程船用柴油機(jī),分別使用氣道穩(wěn)流試驗(yàn)和大渦模擬的方法進(jìn)行流動(dòng)相似性研究。對(duì)于四沖程柴油機(jī)換氣流動(dòng)相似性研究,根據(jù)相似性理論,分別進(jìn)行了原始尺寸和縮小2倍尺寸的氣道芯盒流動(dòng)試驗(yàn)。以氣道性能評(píng)估最重要的流量系數(shù)和渦流強(qiáng)度兩個(gè)參數(shù)作為相似驗(yàn)證對(duì)象。結(jié)果表明在滿足Re相似準(zhǔn)則的條件下,兩個(gè)模型進(jìn)、排氣道的流量系數(shù)變化曲線基本一致,平均流量系數(shù)偏差分別為2.7%和2.5%;進(jìn)氣渦流強(qiáng)度總體趨勢(shì)一致,平均渦流比偏差僅為0.084�？紤]到氣道試驗(yàn)臺(tái)流量系數(shù)測(cè)試精度±1.5%、渦流比±0.05的測(cè)試精度,說明兩個(gè)模型的進(jìn)、排氣流動(dòng)是相似的。在滿足雷諾相似性準(zhǔn)則前提下,四沖程船用柴油機(jī)縮小尺寸模型可以替代原始模型進(jìn)行試驗(yàn)研究。對(duì)于二沖程柴油機(jī)掃氣流動(dòng)相似性研究,本文以丹麥科技大學(xué)的二沖程直流掃氣光學(xué)試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)比數(shù)據(jù),通過大渦模擬方法進(jìn)行流動(dòng)相似性研究�；趯�(shí)驗(yàn)值,對(duì)大渦模擬方法進(jìn)行了的標(biāo)定。在滿足雷諾相似準(zhǔn)則條件下,又進(jìn)行了縮小模型氣流運(yùn)動(dòng)特性的數(shù)值模擬分析,對(duì)比縮小和原始模型模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn):兩者的無量綱軸向速度分布趨勢(shì)一致,呈現(xiàn)典型的“Wake-Like”形態(tài),不同氣缸截面的無量綱軸向速度偏差在5%以內(nèi);無量綱切向速度大小和峰值分布吻合良好,呈現(xiàn)典型的Burgers渦形態(tài),不同氣缸截面處的無量綱切向速度偏差在10%以內(nèi);兩種模型的缸內(nèi)壓力場(chǎng)梯度分布整體一致,氣缸中心低壓區(qū)域分布類似。模擬結(jié)果表明兩個(gè)掃氣模型缸內(nèi)流動(dòng)是相似的,可見,在滿足雷諾相似準(zhǔn)則條件下,二沖程船用柴油機(jī)縮小尺寸模型可以替代原始模型進(jìn)行數(shù)值模擬研究。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.121

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1243501