12V265柴油机水冷系统流动与传热性能研究

发布时间：2025-06-24 03:16

　　水冷系统作为柴油机的重要构成部分之一,其作用就是对柴油机进行冷却,使其保持在最适宜的温度下正常工作。冷却液的流动及传热对缸体和缸盖等零部件的热负荷、柴油机的使用寿命、燃料燃烧质量以及尾气排放都有较大的影响。冷却效果的好坏,不但关系到柴油机的动力输出特性和燃油经济性,而且对于机械的可靠性和零部件的耐久性也有十分大的影响。所以针对柴油机水冷系统的优化设计特别是对于冷却水套的研究是设计工作者们长久以来重点关注的问题。柴油机水冷系统的优化设计中,冷却水套内冷却液的三维流动及冷却液和壁面间的流-固耦合换热是特别重要的问题。现如今计算流体力学CFD已经成为解决这些问题的首要手段。它采用离散化的手段对计算区域进行处理,即对需要分析的模型进行网格划分,根据相关约束方程,通过对网格的求解来模拟和研究冷却液的流场分布。运用CFD技术进行柴油机冷却水套内部流场的模拟仿真,可以较为清楚地了解冷却液的流动状况,分析水冷系统的冷却性能。本文以12V265型柴油机为研究对象,应用三维建模软件UG搭建冷却水套的结构模型,采用计算流体力学软件STAR-CCM+对冷却水套进行模拟仿真,分析冷却水套内流场的速度、压力及温度的...

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 冷却系统的研究方法及发展趋势
    1.3 流-固耦合研究的国内外发展状况
    1.4 沸腾传热数值模拟研究进展
    本章小结
第二章 流-固耦合计算基础
    2.1 冷却过程的控制方程
    2.2 冷却工质的流动模型
    2.3 离散化
    2.4 STAR-CCM+简介
    2.5 仿真分析步骤
    本章小结
第三章 12V265柴油机模型建立及仿真分析
    3.1 12V265柴油机水冷系统工作流程
    3.2 12V265柴油机3D实体模型
    3.3 12V265柴油机实体模型网格划分
    3.4 设置物理模型及边界条件
        3.4.1 物理模型
        3.4.2 边界条件
    3.5 12V265柴油机冷却系统仿真结果分析
        3.5.1 流速分析
        3.5.2 温度分析
        3.5.3 压力分析
        3.5.4 缸体截面速度分析
        3.5.5 发动机燃烧室的热负荷分析
    本章小结
第四章 冷却水套的结构优化
    4.1 冷却水套优化方案
    4.2 本课题模型优化方案
    4.3 优化方案CFD计算
        4.3.1 优化前后缸体速度CFD计算结果对比分析
        4.3.2 优化前后缸体各上水孔流量对比
        4.3.3 优化前后第6缸局部温度对比
        4.3.4 优化前后缸体壁面温度CFD计算结果对比分析
    本章小结
第五章 两相沸腾传热CFD分析
    5.1 沸腾强化传热的原理
    5.2 沸腾传热计算数学模型
        5.2.1 建立沸腾传热两相流CFD分析模型
        5.2.2 两相流模型控制方程
    5.3 两相沸腾传热CFD结果分析
        5.3.1 沸腾现象对冷却系统流速的影响
        5.3.2 沸腾现象对冷却系统传热性能的影响
        5.3.3 沸腾现象对冷却系统温度的影响
    本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4052408