由于高強(qiáng)化活塞工作環(huán)境十分惡劣,在工作中,不僅承受其它零件所帶來(lái)機(jī)械負(fù)荷,其頂面還要受高溫燃?xì)獾闹芷谛约訜嶙饔?使得活塞溫度分布不均。高熱負(fù)荷和高機(jī)械負(fù)荷,再加上活塞結(jié)構(gòu)復(fù)雜體積狹小,冷卻不良使其成為了柴油機(jī)故障最多的零部件之一。因此活塞的冷卻問(wèn)題是柴油機(jī)進(jìn)一步強(qiáng)化的主要限制因素之一,為了確保柴油機(jī)的耐久性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性,需要對(duì)活塞采取有效的冷卻,降低活塞溫度。活塞的冷卻采用帶內(nèi)冷油腔的振蕩冷卻法,這種冷卻方法油腔內(nèi)湍流強(qiáng)度大,機(jī)油利用率高,能夠有效降低活塞溫度。本文主要通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)活塞內(nèi)冷卻油腔的振蕩流動(dòng)和傳熱特性進(jìn)行研究,可以更加清晰地觀察到活塞內(nèi)冷油腔中冷卻機(jī)油的流動(dòng)規(guī)律,并得到油腔壁面平均熱系數(shù)和機(jī)油填充率的變化規(guī)律。首先利用Fluent軟件對(duì)三種湍流模型下閉式和開式油腔的振蕩流動(dòng)和傳熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了閉式空腔和開式內(nèi)冷油腔的振蕩流動(dòng)過(guò)程和傳熱特性。結(jié)果表明,SST k-ω湍流模型下,油腔內(nèi)機(jī)油流動(dòng)形態(tài)更符合實(shí)際活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)油流動(dòng)狀態(tài),并且SST k-ω模型下油腔的壁面平均傳熱系數(shù)高于RNG k-ε模型和Realizable k-ε模型下油腔壁面的傳熱系數(shù)。之...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 活塞主要冷卻方式
        1.2.1 自由噴射冷卻
        1.2.2 振蕩冷卻
        1.2.3 帶內(nèi)冷油腔的振蕩冷卻
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 活塞冷卻過(guò)程數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)
    2.1 活塞冷卻分析的理論基礎(chǔ)
        2.1.1 熱傳遞的基本方式
        2.1.2 振蕩冷卻的基本方程
    2.2 數(shù)值計(jì)算方法
        2.2.1 計(jì)算流體力學(xué)(CFD)
        2.2.2 Fluent軟件介紹
    2.3 控制方程
        2.3.1 連續(xù)方程
        2.3.2 動(dòng)量方程
        2.3.3 能量方程
    2.4 湍流模型
        2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型
        2.4.2 RNG k-ε模型
        2.4.3 Realizable k-ε模型
        2.4.4 SST k-ω模型
    2.5 多相流模型
    2.6 動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)
    2.7 本章小結(jié)
第3章 湍流模型對(duì)振蕩冷卻效果的影響研究
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算模型的建立
        3.2.1 物理模型和網(wǎng)格模型
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
    3.3 Fluent計(jì)算參數(shù)設(shè)置
        3.3.1 計(jì)算區(qū)域尺寸設(shè)置
        3.3.2 物理模型的選擇
        3.3.3 材料屬性設(shè)置
        3.3.4 邊界條件設(shè)置
        3.3.5 動(dòng)網(wǎng)格設(shè)置
        3.3.6 求解器設(shè)置
        3.3.7 初始化設(shè)置
    3.4 閉式油腔模擬結(jié)果與分析
        3.4.1 閉式油腔內(nèi)機(jī)油振蕩流動(dòng)形態(tài)
        3.4.2 閉式油腔的振蕩冷卻效果研究
        3.4.3 不同轉(zhuǎn)速下閉式油腔的振蕩冷卻效果
    3.5 開式油腔模擬結(jié)果與分析
        3.5.1 開式油腔內(nèi)機(jī)油振蕩流動(dòng)形態(tài)
        3.5.2 不同湍流模型下油腔平均傳熱系數(shù)變化規(guī)律
        3.5.3 不同湍流模型下機(jī)油填充率的變化規(guī)律
    3.6 本章小結(jié)
第4章 閉式空腔振蕩冷卻流動(dòng)和傳熱效果研究
    4.1 引言
    4.2 物理模型和網(wǎng)格模型
    4.3 邊界條件和初始條件
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 氣液兩相流起振階段的流動(dòng)形態(tài)
        4.4.2 氣液兩相流充分振蕩階段的流動(dòng)形態(tài)
        4.4.3 頻率對(duì)氣液兩相流振蕩流動(dòng)形態(tài)的影響
        4.4.4 填充率對(duì)氣液兩相流振蕩流動(dòng)形態(tài)的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 開式內(nèi)冷油腔振蕩傳熱特性的研究
    5.1 引言
    5.2 計(jì)算模型的建立
        5.2.1 幾何模型及網(wǎng)格模型
        5.2.2 活塞內(nèi)冷油腔的初始條件
        5.2.3 材料屬性設(shè)置及邊界條件
    5.3 不同轉(zhuǎn)速下油腔振蕩流動(dòng)與傳熱特性研究
        5.3.1 不同轉(zhuǎn)速下油腔壁面?zhèn)鳠崽匦詫?duì)比
        5.3.2 不同轉(zhuǎn)速下油腔內(nèi)填充率變化
        5.3.3 不同轉(zhuǎn)速下油腔壁面平均傳熱系數(shù)
    5.4 不同冷卻機(jī)油量下油腔傳熱特性研究
        5.4.1 不同冷卻機(jī)油量下油腔壁面?zhèn)鳠崽匦詫?duì)比
        5.4.2 不同冷卻機(jī)油量下油腔內(nèi)填充率變化規(guī)律
    5.5 不同行程下油腔傳熱特性研究
        5.5.1 不同行程下油腔壁面?zhèn)鳠崽匦匝芯?br>        5.5.2 油腔壁面平均傳熱系數(shù)和填充率的變化規(guī)律
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文
致謝



本文編號(hào)：3813145