本文關(guān)鍵詞：汽油機(jī)缸蓋鼻梁區(qū)水套沸騰傳熱研究

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【摘要】：近年來(lái)汽車行業(yè)發(fā)展越來(lái)越越迅速,已成為人們出行的必備工具。發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的核心部位,其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等性能指標(biāo)對(duì)汽車性能有很重要的影響。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)性能的要求也越來(lái)越高,在保證發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊的同時(shí)還要求能輸出更高的動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)功率的提高面臨著很高的熱負(fù)荷,這對(duì)冷卻系統(tǒng)提出更高的要求。在這種發(fā)展趨勢(shì)下高溫冷卻受到人們的重視,傳統(tǒng)的對(duì)流換熱已經(jīng)很難滿足冷卻系統(tǒng)的要求,沸騰傳熱的高換熱能力引起人們的關(guān)注。本文對(duì)汽油機(jī)缸蓋鼻梁區(qū)水套沸騰傳熱進(jìn)行研究,主要完成的內(nèi)容包括:將缸蓋鼻梁區(qū)水套簡(jiǎn)化成梯形流道,分析沸騰傳熱的影響因素;完成發(fā)動(dòng)機(jī)水套的沸騰實(shí)驗(yàn),觀察不同轉(zhuǎn)速下缸蓋水套冷卻液的流動(dòng)情況并進(jìn)行相關(guān)溫度點(diǎn)的測(cè)量;在考慮沸騰的情況下完成發(fā)動(dòng)機(jī)流場(chǎng)與溫度場(chǎng)的模擬。采用Chen總結(jié)的沸騰傳熱的計(jì)算公式,通過(guò)編寫UFD(User-Define Function)實(shí)現(xiàn)水套內(nèi)冷卻液的沸騰的模擬。為了驗(yàn)證模擬方法的準(zhǔn)確性,根據(jù)Tao Bo教授所做矩形流道的沸騰實(shí)驗(yàn),建立相同模型,將計(jì)算結(jié)果對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好,證明用此方法計(jì)算沸騰傳熱是可行的。本文使用CFD分析軟件FLUENT對(duì)熱負(fù)荷高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缸蓋鼻梁區(qū)水套進(jìn)行了數(shù)值模擬。分析了影響沸騰的各種因素(冷卻液流速、壓力、溫度)。發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),研究表明振動(dòng)也能增強(qiáng)傳熱。本文將發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)看成簡(jiǎn)諧振動(dòng),將簡(jiǎn)諧振動(dòng)公式編寫成振動(dòng)UDF與沸騰UDF相結(jié)合分析振動(dòng)對(duì)沸騰傳熱的影響。完成缸蓋水套的沸騰實(shí)驗(yàn)。本文創(chuàng)新性的在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋排氣側(cè)打孔插入內(nèi)窺鏡,通過(guò)內(nèi)窺鏡觀察不同轉(zhuǎn)速下水套內(nèi)冷卻液的流動(dòng)情況。通過(guò)觀察得出,發(fā)動(dòng)機(jī)在5500r/min工況下冷卻液發(fā)生沸騰。在缸蓋、缸體設(shè)置若干測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫實(shí)驗(yàn),溫度測(cè)量可以直觀的評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)的工作狀況,與模擬結(jié)果對(duì)比分析計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。利用FLUENT軟件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)5500r/min工況進(jìn)行數(shù)值模擬。首先對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理,簡(jiǎn)化掉了孔徑較小螺紋孔、倒角。將發(fā)動(dòng)機(jī)模型分為多個(gè)部分,使用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分。然后設(shè)置相關(guān)邊界條件,對(duì)于溫度邊界條件通過(guò)GT-POWER建立發(fā)動(dòng)機(jī)一維模型,將計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入FLUENT中。在模擬計(jì)算時(shí)先模擬水套的流場(chǎng),待收斂后打開(kāi)能量方程進(jìn)行溫度場(chǎng)的模擬。在模擬結(jié)果上取與發(fā)動(dòng)機(jī)沸騰實(shí)驗(yàn)相同測(cè)點(diǎn),對(duì)比計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,吻合較好。
【關(guān)鍵詞】：汽油機(jī) 鼻梁區(qū) 水套 沸騰傳熱 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.171
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 課題背景12-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)述14-18
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章 流動(dòng)沸騰模型的建立及簡(jiǎn)單流道分析20-42
• 2.1 流動(dòng)沸騰分析與沸騰模型建立20-24
• 2.1.1 垂直上升加熱管內(nèi)流動(dòng)沸騰分析20-21
• 2.1.2 Chen模型21-24
• 2.2 沸騰傳熱的數(shù)學(xué)描述24-28
• 2.2.1 兩相流模型的控制方程24-26
• 2.2.2 兩相流模型的選擇26-27
• 2.2.3 UDF介紹27-28
• 2.3 簡(jiǎn)單流道的CFD數(shù)值分析28-32
• 2.3.1 矩形流道驗(yàn)證28-30
• 2.3.2 缸蓋鼻梁區(qū)冷卻水腔沸騰模型簡(jiǎn)化30-32
• 2.4 沸騰傳熱影響因素分析32-40
• 2.4.1 流速對(duì)沸騰傳熱的影響32-34
• 2.4.2 冷卻液壓力對(duì)沸騰傳熱的影響34-35
• 2.4.3 冷卻液溫度對(duì)沸騰傳熱的影響35-36
• 2.4.4 振動(dòng)方向?qū)Ψ序v傳熱的影響36-39
• 2.4.5 振幅對(duì)沸騰傳熱的影響39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-42
• 第3章 缸蓋水套沸騰實(shí)驗(yàn)42-54
• 3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>42
• 3.2 實(shí)驗(yàn)器材42-46
• 3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)43
• 3.2.2 窺探管43-44
• 3.2.3 內(nèi)窺鏡44-46
• 3.2.4 溫度傳感器46
• 3.3 測(cè)點(diǎn)布置46-48
• 3.3.1 內(nèi)窺鏡打孔方案46-47
• 3.3.2 缸體兩連接橋溫度測(cè)點(diǎn)布置47
• 3.3.3 冷卻液進(jìn)出口測(cè)點(diǎn)布置47-48
• 3.3.4 缸蓋測(cè)點(diǎn)布置48
• 3.4 密封方法48-49
• 3.5 實(shí)驗(yàn)方案49
• 3.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析49-52
• 3.7 本章小結(jié)52-54
• 第4章 發(fā)動(dòng)機(jī)水套冷卻液沸騰傳熱模擬計(jì)算54-70
• 4.1 模擬計(jì)算的理論基礎(chǔ)54-55
• 4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)模型的簡(jiǎn)化及網(wǎng)格劃分55-58
• 4.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型的簡(jiǎn)化55-56
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分56-58
• 4.2.3 材料物性58
• 4.3 邊界條件的設(shè)置58-61
• 4.3.1 流場(chǎng)邊界條件59
• 4.3.2 缸內(nèi)換熱邊界條件59-60
• 4.3.3 進(jìn)、排氣道換熱邊界條件60-61
• 4.3.4 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體與外界傳熱邊界條件61
• 4.3.5 固液耦合面邊界條件61
• 4.4 流場(chǎng)分析61-65
• 4.4.1 壓力場(chǎng)分析62
• 4.4.2 速度場(chǎng)分析62-65
• 4.5 溫度場(chǎng)分析65-69
• 4.5.1 固體區(qū)域分析65-67
• 4.5.2 流體區(qū)域分析67-68
• 4.5.3 氣相率分析68-69
• 4.6 模擬值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比分析69
• 4.7 本章小結(jié)69-70
• 第5章 全文總結(jié)和展望70-74
• 5.1 總結(jié)70-71
• 5.2 工作展望71-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 作者簡(jiǎn)介78-79
• 致謝79

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1 柴立和,彭曉峰,王補(bǔ)宣;沸騰傳熱基礎(chǔ)理論的拓展[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2000年05期

2 侯玲,宋永吉,劉天慶;添加劑對(duì)乙二醇-水溶液沸騰傳熱的強(qiáng)化[J];化學(xué)工業(yè)與工程;2000年06期

3 董兆一,淮秀蘭,趙耀華;超急速爆發(fā)沸騰傳熱的實(shí)驗(yàn)與理論研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2003年04期

4 肖澤軍,陳炳德,賈斗南;微重力下沸騰傳熱研究進(jìn)展[J];核動(dòng)力工程;2003年05期

5 李春輝,王補(bǔ)宣,彭曉峰;添加鐵磁性微顆粒對(duì)沸騰傳熱的影響[J];熱科學(xué)與技術(shù);2003年01期

6 吳偉,杜建華,林旭平,王補(bǔ)宣;多孔表面新型復(fù)雜結(jié)構(gòu)優(yōu)化沸騰傳熱的實(shí)驗(yàn)研究[J];熱科學(xué)與技術(shù);2003年01期

7 蘇順玉,黃素逸,王曉墨;環(huán)形狹縫中沸騰傳熱特性的研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2004年03期

8 沈正維,王軍,沈自求;沸騰傳熱的分形學(xué)分析[J];熱科學(xué)與技術(shù);2004年04期

9 譚華玉;高春陽(yáng);劉立新;;多孔表面的制造方法及其強(qiáng)化沸騰傳熱效果的比較[J];流體機(jī)械;2006年01期

10 李洪亮;柳坤;許艷芳;;惰性粒子對(duì)水沸騰傳熱強(qiáng)化的實(shí)驗(yàn)研究[J];化學(xué)工程;2010年07期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 孫海陽(yáng);錢才富;張智;趙福臣;楊開(kāi)遠(yuǎn);王鳳君;;不同厚度鋁噴涂管沸騰傳熱的實(shí)驗(yàn)研究[A];全國(guó)第四屆換熱器學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

2 趙紅霞;韓吉田;徐永田;邵莉;王美霞;;強(qiáng)化沸騰傳熱表面的研究進(jìn)展[A];第二十一屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第八屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨兩岸船舶與海洋工程水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)文集[C];2008年

3 孔超;田瑞峰;譚思超;;矩形窄通道內(nèi)流動(dòng)沸騰傳熱特性計(jì)算模型評(píng)價(jià)[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第二卷）——中國(guó)核學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第3冊(cè)（核能動(dòng)力分卷（下））[C];2011年

4 趙建福;萬(wàn)士昕;;微重力沸騰傳熱研究:現(xiàn)狀與展望[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)第七次學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議手冊(cè)及文集[C];2009年

5 劉佳;閻昌琪;李勇;;豎直管束大容積沸騰傳熱的研究[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告——中國(guó)核學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第一卷·第3冊(cè)）[C];2009年

6 許建俊;華澤釗;劉寶林;傅行軍;;平板在過(guò)冷液氮中的淬冷沸騰傳熱的實(shí)驗(yàn)研究[A];第四屆全國(guó)低溫工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1999年

7 宋永吉;任曉光;蔣英杰;程剛;;納米結(jié)構(gòu)超疏水表面的沸騰傳熱[A];2006年石油和化工行業(yè)節(jié)能技術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2006年

8 劉明言;姜峰;強(qiáng)愛(ài)紅;李修倫;林瑞泰;;氣液固三相流自然循環(huán)沸騰傳熱可視化研究[A];中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)2002年年會(huì)暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2002年

9 李鐵鳳;任曉光;宋永吉;程剛;;池沸騰傳熱強(qiáng)化及阻垢研究[A];第九屆全國(guó)化學(xué)工藝學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 冀翠蓮;螺旋管內(nèi)流動(dòng)沸騰傳熱特性及其預(yù)測(cè)模型研究[D];山東大學(xué);2016年

2 蘇順玉;環(huán)狀狹縫通道流動(dòng)沸騰傳熱的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2005年

3 周述璋;多孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)成型機(jī)理及沸騰傳熱性能[D];華南理工大學(xué);2014年

4 陳海波;汽油機(jī)固—液耦合及沸騰傳熱研究[D];吉林大學(xué);2009年

5 傅松;缸蓋冷卻水套內(nèi)沸騰傳熱特性的研究[D];山東大學(xué);2010年

6 李倩俠;替代制冷工質(zhì)在強(qiáng)化管外的冷凝與沸騰傳熱研究[D];華南理工大學(xué);2012年

7 崔文智;三維微肋螺旋管內(nèi)流動(dòng)沸騰傳熱與流型[D];重慶大學(xué);2003年

8 唐彪;表面納米多孔結(jié)構(gòu)制備及其強(qiáng)化沸騰傳熱性能研究[D];華南理工大學(xué);2013年

9 夏春林;窄通道內(nèi)自然對(duì)流沸騰傳熱[D];清華大學(xué);1990年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 雷冬旭;氣缸蓋冷卻水腔內(nèi)過(guò)冷沸騰傳熱多相流數(shù)值模擬基礎(chǔ)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 李聰輝;集束相變換熱器管內(nèi)沸騰傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2015年

3 徐德陽(yáng);汽油機(jī)缸蓋鼻梁區(qū)水套沸騰傳熱研究[D];吉林大學(xué);2016年

4 宋鵬飛;微納多孔表面的制備及其沸騰傳熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[D];南京理工大學(xué);2012年

5 李勇;非能動(dòng)余熱排出換熱器沸騰傳熱強(qiáng)化特性實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

6 王冠雄;汽油機(jī)水套內(nèi)過(guò)冷沸騰傳熱的影響因素分析及模擬計(jì)算[D];吉林大學(xué);2013年

7 劉永;冷卻水腔內(nèi)沸騰傳熱與缸蓋工作狀態(tài)仿真[D];山東大學(xué);2007年

8 張猛;沸騰傳熱高效管殼式換熱器設(shè)計(jì)研究[D];華東理工大學(xué);2013年

9 梁祥飛;豎直矩形窄縫內(nèi)飽和流動(dòng)沸騰傳熱[D];重慶大學(xué);2004年

10 鄧君;微細(xì)通道內(nèi)飽和流動(dòng)沸騰傳熱特性分析[D];華南理工大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：1114437