活塞双射流入口内冷油腔振荡换热特性研究

为研究活塞双射流入口内冷油腔在活塞往复运动时机油的振荡流动情况和换热效果，基于CFD软件采用动网格研究了双射流入口油腔在瞬态运动条件下冷却机油在油腔内的分布规律和油腔壁面的换热情况，并与相同边界下单射流入口油腔的机油分布和油腔换热能力进行了对比。分析表明，相较单射流入口油腔，双射流入口油腔的机油填充率提升11.5%,平均传热系数提升13.3%,并且机油和壁面传热系数在油腔周向的分布也更均匀。最后将振荡冷却计算的结果映射至活塞温度场边界，分析开设两种油腔的活塞温度场，结果表明，开设双射流入口油腔的活塞顶部温度整体较低，最高温度降低了7℃,顶面副推力侧温度降低明显。     

活塞开式内冷油腔振荡流动传热特性研究

采用商用软件FLUENT的动网格技术和多相流模型对某活塞开式内冷油腔中的振荡流动特性与传热特性进行了模拟研究,揭示了机油通过率、充油率和换热系数随转速、冷却机油流量的变化规律。结果表明:机油通过率在60%~80%左右;机油填充率与转速和机油流量密切相关;内冷油腔平均换热系数随转速的提高而迅速增大;油腔中机油填充率过多或过少都会导致换热性能的下降。选取50%的机油填充率,可在保证活塞振荡传热效果的前提下,降低了冷却喷嘴的机油流量。     

活塞开式内冷油腔振荡流动传热特性研究EI北大核心CSCD

采用商用软件FLUENT的动网格技术和多相流模型对某活塞开式内冷油腔中的振荡流动特性与传热特性进行了模拟研究,揭示了机油通过率、充油率和换热系数随转速、冷却机油流量的变化规律.结果表明：机油通过率在60％～80％左右;机油填充率与转速和机油流量密切相关;内冷油腔平均换热系数随转速的提高而迅速增大;油腔中机油填充率过多或过少都会导致换热性能的下降.选取50％的机油填充率,可在保证活塞振荡传热效果的前提下,降低了冷却喷嘴的机油流量.     

活塞振荡冷却的数值模拟计算及温度场分析

利用CFD动态网格层变法建立了活塞振荡冷却的瞬态计算模型,并应用VOF模型对活塞的振荡冷却进行了瞬态数值模拟计算。分析了活塞在不同位置时油腔内冷却油的流动情况,得到了内冷油腔的机油填充率、壁面传热系数等随曲轴转角的变化规律。为验证其冷却效果,提取了内冷油腔壁面的换热边界,对活塞的温度场进行了有限元模拟计算,并与试验结果进行了对比,为活塞的优化设计提供了依据。     

电控单体泵系统喷射特性仿真研究

对电控单体泵的喷射特性进行了建模仿真。研究了燃油系统结构参数对喷射压力和喷油速率的影响以及转速对喷射延迟的影响。结果表明:喷射延迟时间随着转速的增加而增加;喷射压力与柱塞—喷孔直径比成正比,而喷油速率与柱塞—喷孔直径比成反比,柱塞—喷孔的直径比决定了燃油喷射系统可能达到的最大喷油压力和最大喷油速率;最大喷射压力和最大喷射速率都随着长度比的升高而降低,最大喷射压力受长度比的影响比最大喷射速率更加敏感。     

基于活塞振荡冷却的流动与换热特性分析

基于柴油机高速化、增压化的发展大背景下,对活塞冷却的结构性能进行优化具有重要意义。借助CFD软件对活塞的振荡冷却瞬态流动与传热进行数值分析,得到了冷却油腔的机油体积分数、壁面换热系数以及进出口压力降等随曲轴转角的变化规律。结果表明,机油平均体积分数随着曲轴转角的增大先升高后减小;但是油腔壁面的平均换热系数随着曲轴转角的增加先升高后降低;油腔壁面的进出口压力降变化趋势与壁面平均换热系数保持一致;机油的射流冲击的驻点区附近壁面换热系数明显高于其他区域,并且对冷却油腔顶部和底部的强化换热明显高于侧壁。该结果可为优化燃机理论应用提供前瞻性基础。     

PFI增压汽油机机油稀释试验研究

在一款1．0 L 气道喷射增压汽油机上研究了机油稀释的分布区域及其产生机理,发现机油稀释严重的区域主要集中在高速大负荷工况。通过对喷油器喷孔直径、喷油相位、VVT 动作角、空燃比、水泵流量、机油冷却器散热量、曲轴箱强制通风系统 PCV 阀补气量等相关特性参数的调整验证,发现喷油相位靠后、空燃比过浓是机油稀释严重的主要原因,水泵流量、PCV 阀补气量、VVT 动作角、机油冷却器散热量对机油稀释也有一定的影响,喷油器喷孔直径的变化对机油稀释无影响。最终在该款发动机上综合采用优化喷油相位、水泵流量、PCV 阀补气量、机油冷却器散热量的措施,最大机油稀释水平控制在5％以下。     

喷射参数对单喷孔CNG缸内直喷发动机混合过程的影响

利用数值模拟的方法,研究了喷孔直径、喷射脉宽和喷射提前角对单喷孔CNG缸内直喷的可燃混合气形成和浓混合气区域中心变化过程的影响,并利用纹影法对比了试验与仿真计算射流长度和宽度,验证了计算模型。结果表明,喷孔直径过小,浓区中心较偏向于燃烧室壁面,可燃混合气在涡旋受挤压后形成速度快;喷孔直径过大,涡旋受挤压后气体动能低,浓区中心靠近燃烧室壁面,缸内混合气形成较差;喷射脉宽增加,可燃混合气形成速度与总量增加,浓区中心靠近燃烧室壁面;当喷射脉宽过长,射流形态发生变化,影响了可燃混合气的形成;喷射提前角越小,涡旋受挤压后气体动能越大,可燃混合气生成速度越快,但可燃混合气受混合时间的影响,并且,浓区中心易受涡旋气体运动的影响;合理优化喷孔直径、喷射脉宽、喷射提前角均有利于获得均质混合气,但优化喷射脉宽和喷射提前角更有利于均质混合气的增加。     

基于活塞传热与强度分析的内冷油腔的优化

采用内冷油腔冷却可显著加强活塞的传热,但也会影响活塞头部的强度。为系统研究活塞结构与位置参数对活塞传热与结构强度的影响,优化内冷油腔的型式与其在活塞中的位置,以一款高压共轨柴油机活塞为研究对象,结合活塞的温度场测试,建立了活塞流固耦合传热有限元模型,对活塞的传热与结构强度进行了分析。在此基础上,采用正交试验设计法,分析内冷油腔的型式、距顶面距离和表面积3个因素对活塞传热与强度的影响。结果表明:3个因素对最高温度的影响基本相当,但其中表面积的影响最大,距顶面距离稍小,型式的影响最小。适当减小油腔的表面积可改善活塞顶面受热和油腔、回油孔和销座位置的应力集中,并减小变形量。     

德国INA(依纳)公司的低噪声液压挺杆(三)

六、空气进入高压腔的过程 两种典型的发动机使用情况下空气进入高压腔的问题会特别严重。 (1)发动机长期搁置后进行冷起动 如果发动机长期搁置后起动,内油腔中由于进入了空气,其中的机油就可能还不足以补充高压腔的需要。此时,有一个重要的参数会影响空气是否进入高压腔。这就是内油腔的机油体积跟发动机在长期搁置过程中液压挺杆缩成最短时从高压腔内压出去的机油体移之比。     

基于强耦合理论的柴油机稳态传热计算

为了解决柴油机冷却水与机体组件之间的流动与传热问题,将强耦合理论应用于柴油机的稳态传热计算。建立了柴油机机体—缸盖—缸套—缸垫—冷却水腔的流—固耦合模型,通过内燃机工作过程仿真确定燃气侧的传热边界条件,进行了数值模拟。最终得到了冷却水腔内速度、压力、传热系数以及主要受热零部件的温度分布情况。     

基于模糊理论的沥青路面热风加热多参数优化

为了优化就地热再生热风加热参数，提高热风加热沥青路面的加热效果，基于有限元方法，建立了热风加热装置加热沥青路面的模型，模拟计算了热风加热沥青路面的过程，通过试验验证了仿真模型及参数设置的正确性。采用正交试验设计方法研究了热风温度、热风速度、出风孔离地高度对加热效果的影响。提出了基于模糊理论的热风加热效果评价方法，引入综合模糊评价指标代替沥青路面温度场、对流换热系数和加热过程中的能量利用率等单一评价指标对沥青路面加热效果进行评价，采用独立性权系数法确定了各指标的权重系数，仿真分析验证了综合模糊指标评价方法的有效性。结果表明：在加热装置的设计参数范围内，热风温度对沥青路面表面温度及分布均匀性影响最大，热风速度对换热系数影响最大，出风孔离地高度对能量利用率影响最大。以沥青路面温度场、对流换热系数和能量利用率等单一指标为优化目标获得的最佳加热参数组合，仅能保证各自指标最优，但其他指标较差；以综合模糊评价指标E_CFI为优化目标得到的最佳热风加热参数组合，可以同时获得较好的沥青路面温度场、对流换热系数和能量利用率。研究方法和结论为沥青路面热风加热参数的选择和加热效果的评价提供了一种有效可行的途径。     

多年冻土路基对流换热试验方法

对流换热是多年冻土地区路基对外热交换的重要形式。利用自行开发的热风环境试验机,考虑不同路面材料类型、风速变化、温度梯度3个因素,对影响冻土路基温度场的对流换热状况进行室内模拟试验研究。研究表明：风速、温度梯度、路面材料类型3个因素对于对流换热系数有着交互影响,随着风速与温度梯度的增加,对流换热系数呈上升趋势。沥青路面材料的对流换热系数较水泥路面材料稍大。研究中给出了不同状况下对流换热系数的回归公式,并分别给出青藏高原地区沥青混凝土路面及水泥混凝土路面对流换热系数的推荐值。     

6 km长公路隧道全射流纵向排烟现场实体火灾试验研究

为研究6 km长公路隧道全射流纵向排烟的可行性与有效性,依托羊鹿山隧道开展全射流纵向排烟现场实体火灾试验。试验在不利于排烟的下坡隧道（左洞）内进行,考虑5、10 、20 MW3个不同等级的火灾规模,并对不同工况下隧道内沿程风速、排烟时间等进行研究。通过对不同火灾工况下油盘火现场试验,得出如下结论： 1）现场火灾试验期间,羊鹿山隧道左洞内自然风速为1.0~1.6 m/s,与排烟方向相反,为排烟阻力; 2）隧道内开启6组以上风机时,下坡隧道内沿程风速大于3.0 m/s; 3）根据5、10、20 MW油盘火排烟试验结果,采用全射流纵向排烟方式能将隧道内烟气全部排出洞外,且从点火开始到烟气全部排出洞外的时间约为30 min。     

Performance of air conditioners with a gas-liquid separation condenser and one-tank laminated evaporator

In this study, a parallel flow condenser and laminated evaporator for an automotive air-conditioning system were modified to improve performance. Gas-liquid separation type condensers, in which the condenser and receiver drier are integrated, and one-tank laminated type evaporators were developed, and their performances were investigated experimentally using HFC-134a. Heat transfer characteristics in the condenser are examined by means of air temperature, air velocity entering the condenser and inlet pressure of the refrigerant; heat transfer characteristics in the evaporator are examined by means of air temperature, relative humidity, flow rate of air, outlet pressure of refrigerant and superheat. Pressure drops for both evaporator and condenser are also measured, and correlations for pressure drop are derived for the condenser and evaporator, respectively. Air velocity and mass flow rate of the refrigerant have a significant effect on the overall heat transfer coefficient, and flow pass is not significantly influenced by the cooling capacity of the condenser. The overall heat transfer coefficient of the evaporator increases as air flow rate, air temperature and relative humidity increases.     

二重管旋喷工法成桩直径实用计算方法

为了解决二重管旋喷工法成桩直径的预测问题，通过对二重管法成桩过程的理论分析，建立了可以考虑压缩空气影响的二重管法成桩直径的计算方法，并给出了相应的详细计算步骤。二重管法施工期间，压缩空气包裹高压水泥浆射流可以有效降低射流速度沿喷射距离的衰减速率，增强高压射流对土体的切削效应，使得高压旋喷桩的成桩直径明显增加，提高旋喷工法对软土地基的加固效果。所提出的实用计算方法可以有效考虑土性参数、旋喷参数以及压缩空气的影响。以旋喷施工时的空气喷射压力为主要控制参数，通过回归分析提出了可以表达压缩空气对成桩直径增大效应的定量计算公式。针对二重管法施工中压缩空气的常用压力范围0.5~1.5 MPa，得到了压缩空气包裹高压射流对旋喷桩成桩直径的增大比例，为27%~81%，这与工程实践经验非常接近（一般压缩空气可以提升桩径的范围为30%~90%）。以温州深厚软土地区的二重管法工程实例为依托，根据旋喷施工参数与土性参数，采用所提出的计算方法与成桩直径的现场实测结果进行了对比分析。分析结果表明：对于2根试桩C1和C2（实测直径分别为1.08，1.12 m），应用所提出计算方法产生的相对误差分别为5.6%和6.3%（计算直径分别为1.02，1.05 m），由此可见所提方法可以满足工程设计与施工的要求。     

发动机冷却系统性能评估方法及正向设计应用

工程车辆通常将冷却风扇与散热器进行组合作为发动机冷却系统,为便于对冷却系统性能进行评估,在熵产单元数、效率等散热器性能评价方法基础上,将冷却风扇纳入评价体系,实现系统性能评估。结合国内某型双钢轮振动压路机,将该方法应用于正向设计中,实现对冷却风扇优选。结果表明:以冷空气侧的空气体积流量为公共变量,可将冷却风扇与散热器整合在熵产单元数、效率的评价指标内;三维CFD仿真模型中,中冷器、冷却液散热器、液压油散热器热流体温度误差分别为3.15%,4.07%,2.83%,误差在合理范围内,仿真模型正确;仿真中获取的冷空气实际流量,对整个评价和设计具有较为重要的作用;在产品正向设计时,该方法可用于冷却风扇优选。     

车载动力电池液体冷却非线性优化方法研究

电动汽车动力电池散热需求会受到外部环境温度、风速和负载电流变化等因素的影响,如果不及时散热,动力电池的温度会迅速攀升,进而影响电动汽车的驾驶性和安全性。基于此提出一种锂离子电池非线性冷却优化方法。首先,通过对锂离子电池生热、散热机理分析,建立考虑传热系数随冷却液流速变化的锂离子电池集中热模型,通过电池特性测试试验确定电池内阻和熵热系数等热物性参数,并与AMESim模型对比,验证模型的有效性。然后,基于电池冷却系统非线性和易受负载电流变化影响的特征,提出一种考虑电池冷却系统的稳态特性以及参考变量前馈功能和闭环反馈消除静态误差机制的非线性冷却优化方法,并对其稳定性和鲁棒性进行研究。仿真结果表明:在NEDC-HWFET-US06组合工况下,非线性冷却优化方法调节下的电池温度与目标温度的最大偏差较PID方法减小了0.8 K,并且冷却过程的能耗降低了6.3%,具有更好的调节效果。     

大跨桥梁油罐车燃烧火灾模型计算方法研究

桥梁上油罐车燃烧可分为油罐车火灾和燃油泄漏油池火灾2种,为了建立2种定量分析的火灾模型,基于火灾学原理,采用理论分析与FDS数值模拟相结合的方法,提出了考虑危化品种类、桥面风、油罐车尺寸等因素的油罐车火灾最大热释放速率定量计算方法;建立了燃烧油池最大直径、扩散时间以及直径扩大速度的求解方程,提出了可表征不同泄漏孔径下油池扩散、燃烧动态过程的数学模型,并通过前人的试验结果对模型的正确性进行了验证。通过对依托工程的分析,结果表明:油罐车火灾时,最大热释放速率与桥面风速正相关,但增长幅度逐渐减小,风速从4.96 m·s^-1增至10.84 m·s^-1时,最大热释放速率的变化范围为62.89~113.54 MW,随风速增加至10.84 m·s^-1,燃烧时间逐渐变短,缩短至原来的57%,火焰高度逐渐降低,趋近于9.5 m(含油罐车高度);火焰核心区域随风速增大而增大,且向下风向倾斜。泄漏油池燃烧时,泄漏孔径的变化对热释放速率和油池扩散时间影响较小;泄漏速率比接近于泄漏孔半径的平方比,油池最大直径比、扩大速度比与泄漏孔半径比相当,燃烧时间随泄漏孔半径的增大而减小,减小速度变缓;随着燃烧油池直径增大,火焰高度增加,火焰核心区域增大;当扩散至最大直径时,其火焰的水平影响区域比油罐车燃烧更广,但燃烧时间更短。