基于ANSYS的噴霧器噴嘴流場(chǎng)仿真研究【含有限元】【說(shuō)明書(shū)+CAD+PROE】

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I _-“ 、 薯 -、一 嚼 0 1 O ：0 30 d 0引 ) 60 70 E O 90 迭代步數(shù) 圖4收斂監(jiān)測(cè)圖 00 針閥在最大升程時(shí)噴孔及其附近區(qū)域的速度矢量 分布如圖5所示，從閥座到噴孔出口，燃油流動(dòng)速 度迅速增大，且在噴孔出口中心處流速最大。噴孔 出口沿噴孔徑向的具體速度分布如圖6所示，由于燃 油的黏性和噴孔邊緣的摩擦，孔道內(nèi)流動(dòng)速度的大小 是不等的：燃油流動(dòng)時(shí)緊貼孔壁，由于燃油的粘性 作用，噴孔邊緣處，速度較小，為264472ms；隨 著距孔壁的距離增大，燃油速度在噴孔中心處達(dá)最 大，約270238rns，此時(shí)的雷諾數(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)湍流 臨界值1100，噴孔出口處燃油流已是湍流狀態(tài)。 今日0Kp 叭 他 們 一 一 一 一 咖囂鷺擗掣 萬(wàn)方數(shù)據(jù) 袁江濤等：柴油機(jī)噴嘴流動(dòng)的CFD分析 噴孔出口處燃油的噴出速度很高，同缸內(nèi)氣體形成 較大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)良好的霧化與混合。 圖7所示為針閥在最大升程時(shí)噴嘴端部流動(dòng)區(qū)域的 液壓分布云圖。從閥座到噴孔，燃油壓力逐漸 減小，閥座處的壓力最大，為2770MPa，噴 孔處的壓力接近壓縮沖程上止點(diǎn)時(shí)的缸內(nèi)壓力， 為286MPa，這一結(jié)果與實(shí)際情況相符。 圖5噴嘴端部速度矢量圖 7 、 f A 、 、 f l ， l 0 106 212 310 424 50(104) 052 159 265 37l 477 出口區(qū)域，m 圖6出口徑向速度分布圖 圖7液壓分布云圖 應(yīng)用CFD技術(shù)模擬噴嘴內(nèi)的三維流動(dòng)，不僅可 以獲得原有噴嘴的大量而準(zhǔn)確的流場(chǎng)信息，而且可以 方便地研究噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對(duì)噴嘴工作性能的影 響，便于指導(dǎo)噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，如燃油噴 射角度、壓力室容積、噴孔入口處圓角半徑尺等對(duì) 噴嘴工作性能有重要影響的參數(shù)。這里分析了噴孔入 口處圓角半徑R對(duì)噴嘴噴孔流通能力的影響，結(jié)果如 圖8所示?？梢?jiàn)，在噴孔入口處倒圓角，可改善入 口處燃油的流動(dòng)，增加燃油流量，但當(dāng)尺足夠大時(shí)， 其對(duì)噴孔處流動(dòng)的改善作用就不再明顯了。 籟 1滔 皿| 遮 圓角半徑冠mm 圖8圓角半徑對(duì)噴孔流通能力的影響 6結(jié)論 a對(duì)柴油機(jī)噴嘴端部的三維流動(dòng)進(jìn)行CFD分 析，只需很短時(shí)問(wèn)即可獲得大量準(zhǔn)確的流場(chǎng)信息， 可以較為方便且深入地了解噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)流動(dòng)特 性的影響，對(duì)噴嘴結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義； bCFD作為一種先進(jìn)的計(jì)算工具，可以很好 地了解用傳統(tǒng)測(cè)試和物理實(shí)驗(yàn)都很難研究的復(fù)雜的 流動(dòng)現(xiàn)象，有助于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，降低開(kāi) 發(fā)費(fèi)用； C在考慮溫度、機(jī)械載荷等綜合影響因素的基 礎(chǔ)上對(duì)柴油機(jī)噴嘴進(jìn)行瞬態(tài)CFD模擬，所得結(jié)果 會(huì)更具實(shí)用價(jià)值。 參考文獻(xiàn) 1】Moekel Mark DComputional Fluid Dynamic(CFD)Analy sis of Six Cylinder Diesel Engine Cooling System with Ex perimental CorrelationsCSAE Paper 941081，1994 2】大石行紀(jì)，渡邊慶人計(jì)算流體力學(xué)(CFD)在產(chǎn)品研究和 開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用J】油泵油嘴技術(shù)，1995，(4)：2024 3】張也影流體力學(xué)M】北京：高等教育出版社，1987 4】Reitz R D，Rutland C JDevelopment and testing of diesel engine CFD modelsJProgress in Energy and Combustion Science，v 21n 21995，173196 (上接第3頁(yè)) 油機(jī)步入了全電子控制時(shí)代。艦船柴油機(jī)今后也將 向這方面發(fā)展，在目前已實(shí)施電子管理技術(shù)的基礎(chǔ) 上，進(jìn)一步在中、高速大功率柴油機(jī)上應(yīng)用全電 子控制技術(shù)，使智能型柴油機(jī)在艦船動(dòng)力裝置中得 到推廣應(yīng)用。預(yù)計(jì)，2015年后智能化技術(shù)將在艦 船柴油機(jī)上開(kāi)發(fā)成功和實(shí)際應(yīng)用。 (4)提高柴油機(jī)可靠性和戰(zhàn)術(shù)性能。艦船柴油 機(jī)動(dòng)力裝置的可靠性和戰(zhàn)術(shù)性能對(duì)艦船動(dòng)力裝置至 關(guān)重要。有必要進(jìn)一步提高整機(jī)的可靠性，延長(zhǎng)平 均無(wú)故障時(shí)間、吊缸檢修期和大修期，進(jìn)一步改善全 工況性能和油耗，提高艦船柴油機(jī)的起動(dòng)性能、加速 性和降低振動(dòng)、噪聲、排煙等戰(zhàn)術(shù)性能。這也是艦船 柴油機(jī)今后技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。而柴油機(jī)部件及 系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)，柴油機(jī)相繼增壓技術(shù)的應(yīng)用，柴油 機(jī)全電子控制技術(shù)、隱身技術(shù)和低排放技術(shù)的進(jìn)一 步發(fā)展使這些問(wèn)題能得到解決。 8 5 8 l 4 7 O O 6 9 2 O 6 O l 0 5 O O 2 4 7 2 6 0 5 9 3 7 2 6 0 4 0 9 9 8 7 7 6 6 5 5 4 7 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 一s日魁期 萬(wàn)方數(shù)據(jù) 柴油機(jī)噴嘴流動(dòng)的CFD分析 作者： 袁江濤， 歐陽(yáng)光耀， 劉鎮(zhèn)， YUAN Jiangtao， OUYANG Guangyao， LIU Zhen 作者單位： 海軍工程大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院,湖北,武漢,430033 刊名： 柴油機(jī) 英文刊名： DIESEL ENGINE 年，卷(期)： 2005,27(2) 被引用次數(shù)： 4次 參考文獻(xiàn)(4條) 1.Reitz R D;Rutland C J Development and testing of diesel engine CFD models 2.張也影 流體力學(xué) 1987 3.大石行紀(jì);渡邊慶人 計(jì)算流體力學(xué)(CFD)在產(chǎn)品研究和開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用 1995(04) 4.Moekel Mark D Computional Fluid Dynamic(CFD) Analysis of Six Cylinder Diesel Engine Cooling System with Experimental Correlations 1994 引證文獻(xiàn)(5條) 1.姜鵬.韓振南 柴油機(jī)噴油嘴的結(jié)構(gòu)改進(jìn)及三維流場(chǎng)數(shù)值模擬期刊論文-內(nèi)燃機(jī)與配件 2011(1) 2.曾東建.黃海波.賈友昌 柴油機(jī)噴嘴內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值模擬分析期刊論文-西華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2008(4) 3.李霞明.周華.劉慶.羅新浩.何志霞.王謙 噴油器內(nèi)部瞬態(tài)流動(dòng)三維數(shù)值模擬研究期刊論文-拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸 車(chē) 2007(5) 4.袁江濤.歐陽(yáng)光耀.楊立.劉鎮(zhèn) 柴油機(jī)噴油嘴三維有限元熱分析期刊論文-車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī) 2006(1) 5.姜鵬.韓振南 柴油機(jī)噴油嘴的結(jié)構(gòu)改進(jìn)及三維流場(chǎng)數(shù)值模擬期刊論文-內(nèi)燃機(jī)與配件 2011(1) 本文鏈接：http:/