噴霧式汽車加熱器燃燒器的流動(dòng)和燃燒研究.pdf

1、汽車加熱器是低溫條件下發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)，車廂供暖，擋風(fēng)玻璃除霜的重要輔助裝置，在國內(nèi)外均有良好的應(yīng)用前景。國外的汽車加熱器的研究和應(yīng)用的起步較早，發(fā)展到現(xiàn)在技術(shù)已很成熟，產(chǎn)品種類也很豐富。與國外相比國內(nèi)的加熱器研究起步較晚，從剛開始的仿制階段發(fā)展到今天已具備了獨(dú)立研發(fā)和生產(chǎn)新型汽車加熱器的能力。山東大學(xué)在汽車加熱器方面的研究走在國內(nèi)其他高校的前列，其與河北宏業(yè)機(jī)械股份有限公司合作，共同開發(fā)了多種型號(hào)的汽車加熱器，并獲得多項(xiàng)發(fā)明專利，擁有自主

2、知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 新型加熱器的研制往往采用理論與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法，先設(shè)計(jì)試制出樣機(jī)，然后根據(jù)樣機(jī)試驗(yàn)進(jìn)一步改進(jìn)和確定新產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。這種研發(fā)模式存在成本高，周期長的不足。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，數(shù)值模擬技術(shù)也日趨完善，在各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，正指導(dǎo)著新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和完善。在已經(jīng)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品的優(yōu)化方面，數(shù)值模擬技術(shù)同樣起著不可替代的作用。本課題就是運(yùn)用CFD流體仿真軟件Star-CD對(duì)河北宏業(yè)機(jī)械股份有限

3、公司的YJP-Q32型噴霧霧化式汽車加熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證。 整個(gè)課題的研究工作可分為理論研究、數(shù)值模擬和試驗(yàn)驗(yàn)證三部分。理論研究部分主要查閱了國內(nèi)外有關(guān)燃油霧化及混合燃燒的文獻(xiàn)和有關(guān)CFD數(shù)值模擬技術(shù)理論方法的文獻(xiàn)，以對(duì)后續(xù)的數(shù)值模擬和加熱器結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供理論指導(dǎo)和借鑒。數(shù)值模擬部分又可分為建模、計(jì)算和結(jié)果后處理三部分工作。計(jì)算的幾何模型是根據(jù)該型號(hào)加熱器的技術(shù)圖紙經(jīng)過適當(dāng)簡化用Pro-e軟件得到，網(wǎng)

4、格模型用Star-CD軟件自帶的工具包獲得。計(jì)算條件和邊界條件的設(shè)定則主要參考Star-CD軟件的幫助文件完成。結(jié)果后處理則根據(jù)模擬計(jì)算所要考察的結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分進(jìn)行分析對(duì)比。主要進(jìn)行了燃燒器內(nèi)助燃風(fēng)流動(dòng)計(jì)算和45°、60°、80°三種噴霧錐角下的噴霧和燃燒排放計(jì)算。試驗(yàn)驗(yàn)證是在課題組自行搭建的加熱器試驗(yàn)臺(tái)上完成，主要研究了不同工況下加熱器的熱效率和排放情況。 通過燃燒器內(nèi)的助燃風(fēng)流動(dòng)模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)該燃燒器后部存在旋流較弱的問題，不