防爆柴油機(jī)排氣系統(tǒng)流動(dòng)特性研究.pdf

1、防爆柴油機(jī)作為井下車輛動(dòng)力之一，憑借其高熱效率、低油耗以及使用安全、操作靈活等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用的范圍越來越廣。但防爆柴油機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)排氣水洗箱、排氣柵欄等防爆裝置的安裝增加了排氣系統(tǒng)的阻力，不利于柴油機(jī)的換氣和燃燒，導(dǎo)致其動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性降低。因此，研究如何降低防爆柴油機(jī)排氣系統(tǒng)的排氣阻力，對(duì)提高防爆柴油機(jī)的整機(jī)性能具有十分重要的意義。
　　 本文以4100型防爆柴油機(jī)為研究對(duì)象，運(yùn)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)技術(shù)及FLUENT分析軟件，

2、對(duì)柴油機(jī)水夾套排氣歧管、水夾套排氣管、水洗箱和排氣柵欄內(nèi)部流體的流動(dòng)特性進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，以降低排氣系統(tǒng)的排氣阻力。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1)應(yīng)用FLUENT軟件，對(duì)排氣歧管、排氣管以及排氣歧管和排氣管整體模型的內(nèi)部煙氣流場(chǎng)進(jìn)行分析，得到其內(nèi)部壓力和速度的分布情況，結(jié)果表明，改進(jìn)后的防爆柴油機(jī)煙氣模型，邊側(cè)渦流消失，流通阻力減小，流量增大，在一定程度上提高了防爆柴油機(jī)的排氣性能。
　　

3、2)運(yùn)用三維建模軟件UG，建立了水套式排氣歧管的管壁、內(nèi)部煙氣和冷卻水的幾何模型并進(jìn)行組裝。利用GAMBIT軟件劃分網(wǎng)格，并應(yīng)用FLUENT軟件模擬排氣歧管的流體流動(dòng)和傳熱以及流體與排氣歧管之間的耦合傳熱，得出內(nèi)部流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布狀況。結(jié)果表明原水套式排氣歧管及改進(jìn)后模型的表面溫度均不超過423K，滿足安全防爆的要求。
　　 3)建立了排氣水洗箱內(nèi)部流場(chǎng)的氣液兩相流模型，對(duì)排氣水洗箱原模型、單阻煙板模型、雙阻煙板模型進(jìn)行了數(shù)值模