防爆柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)氣體流動(dòng)特性研究及優(yōu)化.pdf

1、以防爆柴油機(jī)為動(dòng)力的礦井運(yùn)輸牽引車具有安全、靈活等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外許多煤礦和其它采礦業(yè)中應(yīng)用較為廣泛。但防爆柴油機(jī)的進(jìn)氣防爆輔助裝置增加了柴油機(jī)的進(jìn)氣阻力，導(dǎo)致柴油機(jī)充氣效率下降，殘余廢氣系數(shù)增大，燃燒和排放惡化，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性下降。利用仿真軟件對(duì)防爆柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行氣體流動(dòng)分析，可以縮短研究周期，降低研究成本，對(duì)防爆柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的優(yōu)化具有重要意義。 本文利用臺(tái)架試驗(yàn)，對(duì)分別安裝進(jìn)氣防爆輔助裝置與排氣防爆輔助裝置的4105柴

2、油機(jī)進(jìn)行了研究，通過對(duì)柴油機(jī)萬有特性及外特性的分析，研究了進(jìn)排氣防爆輔助裝置對(duì)柴油機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩及燃油消耗率所造成的影響。結(jié)果表明，柴油機(jī)進(jìn)氣防爆輔助裝置對(duì)其動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性的影響大于排氣防爆輔助裝置對(duì)其造成的影響。因此，選用防爆柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行研究具有一定的代表性。 以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的壓力、溫度等數(shù)據(jù)為邊界條件，利用FLUENT軟件對(duì)進(jìn)氣防爆柵欄內(nèi)部氣體流動(dòng)進(jìn)行了計(jì)算分析，并根據(jù)模擬結(jié)果優(yōu)化了進(jìn)氣防爆柵欄的結(jié)構(gòu)，有效降低了渦流的強(qiáng)

3、度，減小了氣體流動(dòng)阻力，增大了氣體流通面積，保證了柵欄的防爆能力。 建立了進(jìn)氣管計(jì)算模型，分析了進(jìn)氣管系統(tǒng)內(nèi)部氣體的流動(dòng)特性，改進(jìn)了柴油機(jī)進(jìn)氣管的結(jié)構(gòu)，有效降低了總管內(nèi)的渦流強(qiáng)度，各歧管不均勻度明顯下降。 通過對(duì)進(jìn)氣防爆柵欄及進(jìn)氣管內(nèi)氣體流動(dòng)特性的分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，建立了4105防爆柴油機(jī)優(yōu)化前進(jìn)氣系統(tǒng)模型及優(yōu)化型進(jìn)氣系統(tǒng)模型，分析了兩種模型的氣體流動(dòng)狀況。研究結(jié)果表明，優(yōu)化型進(jìn)氣系統(tǒng)增大了氣體流通面積，減少了局部渦流的產(chǎn)