渦輪增壓器渦輪蝸殼內(nèi)非定常流CFD計(jì)算.pdf

1、當(dāng)今能源和環(huán)保的要求使得柴油機(jī)采用渦輪增壓越來(lái)越成為一個(gè)大趨勢(shì)。渦輪蝸殼內(nèi)的氣體流動(dòng)對(duì)渦輪的性能有著重要的影響，設(shè)計(jì)合理的蝸殼，流動(dòng)損失小，蝸殼噴嘴出口氣流均勻，氣流進(jìn)入葉輪時(shí)沖擊小，蝸殼內(nèi)不出現(xiàn)回流、旋流、突擴(kuò)等現(xiàn)象，不僅可以有效提高增壓器的效率，還有助于延長(zhǎng)葉輪葉片的使用壽命。因此，全面細(xì)致的研究蝸殼流場(chǎng)內(nèi)的氣體流動(dòng)是十分必要的。 木課題的主要任務(wù)是用AVL FIRE軟件對(duì)渦輪蝸殼內(nèi)的三維非定常流場(chǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算，以研究

2、蝸殼入口的質(zhì)量流量、溫度和壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角變化而變化的情況下，蝸殼流場(chǎng)內(nèi)的流動(dòng)情況。 FIRE軟件對(duì)蝸殼流場(chǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算的可行性，需要實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)是在自制的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行的，風(fēng)源由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)提供，用PM595紅外熱像儀測(cè)量了蝸殼流場(chǎng)內(nèi)的溫度分布趨勢(shì)，用U型管壓力計(jì)測(cè)量了流場(chǎng)內(nèi)的壓力分布情況。設(shè)定入口邊界條件是穩(wěn)定不變的，用CAD軟件UG對(duì)蝸殼內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行三維建模，然后導(dǎo)入FIRE軟件進(jìn)行計(jì)算。把實(shí)驗(yàn)測(cè)得的流場(chǎng)內(nèi)溫度

3、和壓力的變化趨勢(shì)與計(jì)算得到的二者的變化趨勢(shì)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩種方法得到的溫度和壓力的變化趨勢(shì)基本吻合，進(jìn)而證明用FIRE軟件可以對(duì)蝸殼流場(chǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算。 接下來(lái)用AVL B00ST軟件對(duì)所研究的增壓器的匹配機(jī)型——4190Z<,L>C柴油機(jī)進(jìn)行熱力過(guò)程模擬計(jì)算，得到渦輪入口處隨曲軸轉(zhuǎn)角變化的質(zhì)量流量、溫度和壓力。將這些參數(shù)作為FIRE軟件進(jìn)行蝸殼內(nèi)三維非定常流場(chǎng)計(jì)算的邊界條件，對(duì)蝸殼內(nèi)的三維非定常流場(chǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算。