本文關鍵詞：內燃機氣缸蓋冷卻水腔的優(yōu)化分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：內燃機是一種熱能動力機械,是工農業(yè)生產中的重要動力機械之一。隨著科學技術的不斷發(fā)展,內燃機的強化程度和性能指標逐漸提高,內燃機的熱負荷隨之增加,這對內燃機的可靠性和壽命造成不利影響。本文針對內燃機氣缸蓋的強度和可靠性問題,主要用CFD對單體氣缸蓋的冷卻水腔進行深入研究。 本文以對內燃機單體氣缸蓋冷卻水腔的三維建模為基礎,對冷卻水的三維流場進行理論分析、數(shù)值計算,為單體氣缸蓋設計合理的冷卻水腔,并探索冷卻水腔的優(yōu)化設計方案。 參考一種新150系列大功率發(fā)動機的二維圖紙,使用三維CAD軟件Pro/Engineer建立氣缸蓋冷卻水流場的幾何三維模型,利用前處理軟件GABMBIT對模型進行分析處理及劃分網格,使用CFD計算軟件FLUENT進行流場(速度場、溫度場)計算、對結果進行后處理和分析。由于氣缸蓋冷卻水腔的結構非常復雜,完全按照真實模型來建立計算模型非常困難且并不必要,因此在保證與原水腔內流場盡可能一致的前提下,采用簡化的三維模型進行研究。在模擬計算過程中認為冷卻水在水腔內的流動狀態(tài)是絕熱、不可壓縮的粘性湍流流動,采用穩(wěn)態(tài)的計算模式進行計算。為了兼顧快速收斂和精確結果的目的,使用混合型網格和二階差分格式,在模擬計算過程中求解連續(xù)性方程、動量方程(Navier-Stokes方程)、能量守恒方程以及標準的k-ε湍流模型方程和壁面方程。并嘗試通過對單體氣缸蓋溫度場的初步分析,來驗證冷卻水腔設計的合理性。三維流場的計算結果和氣缸蓋的溫度場分析結果均證明冷卻水腔設計較合理。
【關鍵詞】：內燃機 氣缸蓋 水腔 流場
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TK403
【目錄】：

• 第一章 前言8-13
• 1.1 內燃機及其氣缸蓋冷卻系研究的意義8-9
• 1.2 冷卻系研究的主要方法9-10
• 1.3 氣缸蓋冷卻系研究的歷史和現(xiàn)狀10-12
• 1.4 本文的研究目的和主要內容12-13
• 第二章 氣缸蓋冷卻系的初步分析13-19
• 2.1 內燃機的熱平衡13-15
• 2.2 冷卻水腔的結構15-16
• 2.3 冷卻水腔的設計原則16-18
• 2.3.1 溫度場的設計原則17
• 2.3.2 速度場的設計原則17-18
• 2.4 小結18-19
• 第三章 冷卻水腔分析研究的理論基礎和軟硬件環(huán)境19-31
• 3.1 三維流場CFD 分析的理論基礎19-21
• 3.2 氣缸蓋分析的理論基礎21-24
• 3.2.1 氣缸蓋機械應力分析的理論基礎21-23
• 3.2.2 氣缸蓋溫度場計算分析的理論基礎23-24
• 3.3 氣缸蓋冷卻水腔建模與分析的軟硬件環(huán)境24-30
• 3.3.1 氣缸蓋冷卻水腔建模與分析的硬件環(huán)境24
• 3.3.2 氣缸蓋冷卻水腔建模與分析的軟件環(huán)境24-30
• 3.4 小結30-31
• 第四章 單體氣缸蓋冷卻水腔的建模及流場的計算31-45
• 4.1 冷卻水腔的三維建模31-32
• 4.2 用GAMBIT 軟件對模型進行前處理32-36
• 4.3 三維流場的計算36-43
• 4.4 小結43-45
• 第五章 對冷卻水腔的評價及其優(yōu)化方案的探索45-51
• 5.1 用CFD 計算的結果進行評價及探索優(yōu)化方案45-46
• 5.2 單體氣缸蓋的溫度場分析46-50
• 5.2.1 冷卻水腔表面的換熱系數(shù)和水溫采用經驗值46-47
• 5.2.2 冷卻水腔表面的換熱系數(shù)和溫度采用流場的計算結果47-49
• 5.2.3 分析比較氣缸蓋的兩種溫度場及優(yōu)化冷卻水腔49-50
• 5.3 小結50-51
• 第六章 總結與展望51-53
• 參考文獻53-56
• 發(fā)表論文和科研情況說明56-57
• 致謝57

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前4條

1 劉永;李國祥;付松;石秀勇;白書戰(zhàn);;一種適用于缸蓋水腔沸騰傳熱計算的模型[J];內燃機學報;2008年01期

2 劉永;李國祥;;缸蓋水腔表面溫度場的確定[J];內燃機與動力裝置;2007年01期

3 劉永;李國祥;;一種適用于缸蓋水腔沸騰傳熱計算的模型[J];內燃機與動力裝置;2007年02期

4 馬震;孫紅飛;王興海;寧智;;小型航空活塞發(fā)動機起飛工況冷卻水道流場及冷卻特性分析[J];小型內燃機與摩托車;2011年02期

中國博士學位論文全文數(shù)據庫 前1條

1 傅松;缸蓋冷卻水套內沸騰傳熱特性的研究[D];山東大學;2010年

  本文關鍵詞：內燃機氣缸蓋冷卻水腔的優(yōu)化分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：264823