小型柴油机冷却系统优化设计

采用数值模拟方法对某小型柴油机冷却水套进行了优化分析,通过对水套流速及换热系数等进行分析,改进水套结构设计、增大水泵流量、更改缸垫分水孔并对其进行优化和仿真分析。结果表明,优化后的水套内水流速度和散热能力大大改善。结合对故障件故障现象的分析,提出需限制转速和调节预热塞插于预燃室深度的方案。最后通过试验验证了所提的优化方案,解决了此柴油机的散热问题,对解决柴油机散热问题具有一定的工程实际意义和参考价值。     

基于双场耦合的发动机舱内流场散热分析与结构改进

针对汽车发动机舱内由于热量富集和结构拥挤而导致散热困难的问题,提出了双场耦合强化散热原理,并用于指导某款汽车的发动机舱内散热问题的分析与结构改进。首先,基于对流换热场协同理论,论述了发动机舱内高温部件强化散热的空气速度与温度梯度的0°夹角原则,并据此根据自然对流换热下的温度场分布特征,推导了入流空气速度的"辐射状"优化方向;然后,针对某款汽车发动机舱内排气歧管散热不足问题,基于"辐射状"优化方向进行舱内流场散热分析和结构改进研究,确定了"散热器-风扇"导流罩组合的结构改进方案。最终结果表明,排气歧管对流换热系数提高了37.5%,表面平均温度降低了24.4%,周围局部高温消除,解决了舱内散热不足问题。     

动力锂离子电池温度场的计算机仿真分析

针对放电过程中,锂离子电池生热和散热问题,利用有限元分析软件ANSYS/Fluent,模拟分析锂离子电池在不同对流换热系数和不同放电倍率条件下的三维温度场分布情况。结果表明,锂离子电池温度场分布情况与对流换热系数和放电倍率存在一定关系。     

泡沫铜/石蜡复合相变材料的车用动力锂电池散热分析

为分析泡沫铜/石蜡复合相变材料的车用动力锂电池散热问题,建立了电池生热模型,给出了该复合相变材料在不同孔隙率下的热物性参数值,利用有限元法分析了材料包覆方式、材料厚度、对流换热系数、环境温度等对电池温度的影响。结果表明,四面包覆和双面包覆的复合相变材料比无相变材料的电池温度分别降低了10.36℃和12.56℃,冷却效果明显;增加材料厚度和对流换热系数以及降低周围环境温度,电池温度将降低;当电池表面温度处于相变材料的相变温度区间时,继续增加材料厚度和对流换热系数散热效果不显著;复合相变材料用量不充足时,相变潜热占主导作用,增加孔隙率将使电池温度先增大后减小。     

某K29T发电机组用V型柴油机水套仿真分析

K29T柴油发动机主要用于发电站的发电机组,属于重型大排量V型柴油机。由于对该平台的发动机进行了优化升级,发动机结构存在部分设计变更,为保证发动机的冷却性能,需对冷却水套结构合理性进行验证。利用CFD仿真技术对水套内部流场进行了计算,得出了水套的流速、换热系数以及压力分布情况。通过评估,发动机水套结构合理,满足冷却要求,但存在优化空间。通过局部结构优化,总压损降低30.8%,降低了能耗。     

气流方向对通风制动盘散热性能的影响

制动盘温度过高会使汽车制动性能下降,研究冷却气流的方向对制动盘散热性能的影响,对加强制动盘的对流换热性能有着重要意义。在Fluent软件中仿真计算了实心制动盘,直方肋板通风制动盘,正旋和反旋的弯曲肋板通风制动盘模型,得到了各制动盘在不同来流方向下的外流场、外温度场、表面对流换热系数以及散热功率,确定了制动盘内侧沿中心轴的来流方向使制动盘散热最优,而沿制动盘径向的来流方向对制动盘的散热性能影响较小。在设计汽车制动盘对流冷却机构时可以参考这一结果。     

某小排量欧6增压柴油机冷却水套CFD分析及设计优化

本文通过计算流体力学（CFD）分析方法来评判某小排量欧6增压柴油机冷却水套的换热性能即对流换热系数和冷却液流速、流通性。根据仿真结果比照工程标准,满足设计要求。     

应用CFD技术对汽油发动机冷却水套进行优化设计

应用FIRE软件对某一新设计发动机冷却水套进行三维数值模拟,得到了冷却液流场压力损失、流场速率、换热系数分布、流量分布等基本流场信息。与AVL标准限值及现有产品发动机冷却水套数值分析结果比较,提出了调整缸垫分水孔的大小和布置、修改缸盖水套结构、调节水流方向等措施,对优化设计后的冷却水套重新进行流体力学(CFD)计算,结果表明,水套的冷却能力满足工程标准要求。     

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。     

轿车发动机冷却水套流动与传热CFD计算分析

通过UG软件对某汽油机冷却水套建立三维模型,利用计算流体力学软件FLUENT分析发动机内部冷却水的流场分布、换热系数分布以及压力损失,同时对该发动机的冷却水套提出了优化方案并对其计算结果与原方案进行了对比分析。原发动机冷却水套的流动传热计算表明:缸盖进气侧冷却水流动较均匀,3缸和4缸缸体冷却水套排气侧冷却能力较差,1缸和2缸缸盖冷却水套排气侧冷却能力较差,通过改进前后换热系数比较,说明改进后的发动机冷却水套的换热能力优于原发动机冷却水套。     

某型汽油机水套CFD分析

汽油机水套能保证冷却液在其内部循环从而带走发动机产生的热量。文章基于车型匹配需求,将一款汽油机的布置形式由横置改为纵置,根据散热器出水口位置设定了2种方案,并对其水套进行CFD分析,以确定最佳的方案。文章使用FIRE软件分析了2种方案中水套的流速、换热系数及其分布情况。结果表明：从气缸体和气缸盖的流体速度大小和分布均匀性来看,方案Ⅱ优于方案Ⅰ;从气缸体和气缸盖的换热系数值大小和分布均匀性来看,方案Ⅱ优于方案Ⅰ。因此,方案Ⅱ的冷却水套能达到更佳的冷却效果。     

冷热冲击工况下发动机冷却水套传热分析

通过模拟整车在上下坡过程中发动机工作状况,建立了冷却水套非稳态工作环境,利用CFX流体分析软件对非稳态工况下的冷却水套流动传热状况进行仿真分析,得到了冷却液流场和温度场,通过流固耦合分析得出了发动机缸体缸盖热负荷的分布情况。对发动机进行了实际的变工况试验验证,证明了仿真分析的正确性,验证了冷热冲击试验可以为冷却水套换热分析提供准确的工况环境。     

预制空心块地温调控技术影响因素试验研究

利用块石层调控路基地温是冻土工程主动冷却路基的一种重要措施,有关块石层的降温性能和对流换热过程是冻土工程应用研究的重要内容之一。试验基于块石层的对流换热机理以及影响块石降温性能和对流过程的因素,提出一种新型的空心块石路基结构,通过室内模型试验对空心块石层的对流过程、温度特性及降温影响因素进行研究,并通过高精度微风速探测,首次获得封闭条件下空心块石层的对流特征和温度特性的关系,实测证实对流换热过程的存在。研究发现,换热过程和换热强度的差异导致温度曲线的非对称性,对流换热是空心块石层降温的根本原因;空心块石层上下表面温差和对流速度大小存在一定的联系,对流速度和对流时间的长短直接影响降温效果;空心块石层降温效果相当显著,并且垂直堆放方式和大尺寸空心块因具有较畅通的对流通道,降温速度更快且效率高,对流放热时间明显延长。该试验研究成果将对该种新型工程措施机理的进一步认识和改进,以及在冻土区高速公路等重大工程建设中的应用都具有指导意义。     

冷却液流动均匀性对缸套热变形的影响研究

对某一高压共轨柴油机的冷却液流动特性和缸盖、缸套关键点温度进行了台架测试,为热分析提供边界条件;建立了缸盖-缸套-冷却水-机体流固耦合模型,应用流-固耦合传热方法,研究了冷却液流动均匀性对缸套热变形的影响,并优化了机体分水孔和缸盖上水孔的流动特性.结果表明:优化后的水套,各缸冷却不均匀性系数平均减小了9.78％;缸盖水...     

基于Fe_3O_4-乙二醇纳米流体的直喷汽油机冷却水套传热研究

在乙二醇冷却液中添加Fe_3O_4纳米粒子作为直喷汽油机冷却液,利用CFD软件Fluent对不同浓度冷却液下直喷汽油机冷却水套的传热进行了三维模拟计算,并考虑纳米流体导热系数、比热容等物性参数随温度的变化来提高计算的准确性,计算得到冷却液的流场、压力场及壁面温度的空间分布。结果表明,与传统冷却液相比,以Fe_3O_4-乙二醇纳米流体作为冷却液能够提高内燃机的散热性能,水套壁面温度降低明显,且浓度越大冷却效果越好。     

柴油机缸盖水腔沸腾传热的修正计算

基于单相流沸腾传热模型,提出一种用于沸腾传热计算的修正算法,通过在CFD软件外部修正热流密度和换热系数来反映沸腾传热的影响。采用修正算法分别对某试验水道和柴油机缸盖水腔内的沸腾传热过程进行了数值模拟计算,与试验测量值相比,试验水道的最大计算误差为7.2%,缸盖水腔的最大计算误差为8%,表明修正算法不仅容易在CFD软件中实现,而且具有足够的精度。     

基于固流耦合的柴油机缸体水套数值模拟

在研究柴油机冷却系统的流动和传热问题时,边界条件的确定往往成为一个难点。本文先将柴油机活塞-缸套-冷却液-机体组成一个固流耦合传热系统进行整体传热计算,省略了单独计算中较难确定的系统内部边界的定义过程,然后将采用耦合法计算得到某一缸冷却水套的温度场作为新的边界条件应用到整个六缸发动机缸体水套进行数值模拟,得到缸体冷却水套内冷却液流场分布、压力损失等信息,所得结果对柴油机的设计具有指导意义。     

Cooling performance of 25 kW in-wheel motor for electric vehicles

The in-wheel motor used in electric vehicles was designed and constructed for an electric direct-drive traction system. It is difficult to connect cooling water piping to the in-wheel motor because the in-wheel motor is located within the wheel structure. In the air cooling structure for the in-wheel motor, an outer surface on the housing is provided with cooling grooves to increase the heat transfer area. In this study, we carried out the analysis on the fluid flow and thermal characteristics of the in-wheel motor for various motor speeds and heat generations. In order to resolve heat release, the analysis has been performed using conjugate heat transfer (conduction and convection). As a result, flow fields and temperature distribution inside the in-wheel motor were obtained for base speed condition (1250 rpm) and maximum speed condition (5000 rpm). The thermo-flow analysis of the in-wheel motor for vehicles was performed in consideration of ram air effect. Also, in order to improve cooling effect of the motor, we variously changed geometries of housing. Therefore, we confirmed the feasibility of the air cooling for the motors of 25 kW capacity with housing geometry having cooling grooves and investigated the cooling performance enhancement. We found that the cooling effect was most excellent, in case that cooling groove direction was same with air flow direction and arranged densely.