风速对露天矿采装工作面粉尘聚并效应的影响分析

风速对露天矿采装工作面的可吸入颗粒物的聚并效应有显著影响,为了探究不同风速下PM_(10)聚并效果,分析质量浓度变化机理,构建采装机械与外流域三维模型,利用Fluent软件针对新疆某露天采装面实际情况,模拟不同风速下外流场以及粉尘分布规律。结果表明:流经工作面的风流因采装设备的遮挡,在采装车厢内部与下风侧附近形成低速旋涡,使得此范围粉尘质量浓度较高;外界风速越大,高浓度粉尘区域越随风沿下风侧向后运移;随着扩散时间增加,外界风速越大,车厢附近的浓度降低得越多,沿程扩散距离越远,在采装车厢下风侧1~2 m是粉尘重点防护区域;外界风速越大,车厢附近涡流结构越复杂,PM_(10)的聚并效应增强,颗粒数量减小从而导致质量浓度大幅下降。

缸内直喷汽油机工作过程三维数值模拟

用三维CFD数值模拟软件对一台均质充量缸内直喷汽油机全负荷工况时的进气、压缩和混合气形成过程进行了三维瞬态数值模拟.分析了进气道内及气缸内的工质运动状态,研究了缸内滚流的形成和发展历程及其对混合气形成的影响,探讨了两种喷油定时所对应的燃油喷雾、混合气形成过程.结果显示,在现有条件下喷油开始时刻为420°CA所对应的点火时刻火花塞附近混合气形成质量好于喷油开始时刻为390°CA的情况,更利于着火和火焰传播.另外,为了进一步改善混合气质量,改进了燃烧室设计方案,并对新方案的混合气形成质量进行了对比分析.结果表明,与原方案相比新燃烧室方案的燃料蒸发速度更快,混合气均匀性更好.

减压气门运行参数对发动机缓速器制动性能的影响

通过对发动机缓速器工作循环的理论分析,建立了发动机缓速器工作过程的数学模型。以某型号柴油机为例进行了数值模拟计算,对缓速器减压气门开启提前角、最大开启升程等不同运行参数进行了对比。研究结果表明,当发动机转速一定时,有一对应的最佳减压气门开启提前角,当减压气门最大升程越大、开启速度越快时,获得的每循环制动功则越大。

柴油机缸内工作过程的数值模拟

利用CFD软件AVL-Fire对YD490ZL型柴油机进气、压缩、燃烧过程进行了多维瞬态数值模拟。通过对柴油机工作过程中不同时刻气体流动、壁面传热、燃油喷雾雾化、颗粒形成等因素的分析,结果认为适当调整燃烧室中心相对气缸中心在X方向的距离,可以使燃烧更加充分、提高柴油机的燃油经济性;燃烧室换热系数不仅随空间位置变化,而且还随时间变化而各不相同,通过这种多维瞬态计算能够提供不同时刻、不同位置的换热系数及温度分布,为固体有限元计算分体提供最有利的边界条件;进气过程能形成非常明显的进气涡流;在活塞接近上止点时,虽然受到挤流的影响,但是燃烧室内的气体流动依然存在环形运动。

水下航行器摆盘发动机缸内过程数值仿真

摆盘发动机性能的好坏决定于其气缸内工质压力、温度等参数的变化曲线,而这些变化曲线是由气缸内的工质质量、内能所决定的。为此在建立了摆盘发动机配气过程进排气面积数学模型的基础上,建立了缸内工质的内能和质量的微分方程。然后采用龙格-库塔法对微分方程进行了数值求解,得到一个工作循环内内能、质量、温度、压强等热力参数的曲线图,并计算了循环过程各项性能指标。该数值计算可用于判断配气参数、配气阀尺寸等对工作过程、性能指标的影响,从而指出性能改进的方向及潜力大小。

柴油机的性能改进及缸内工作过程的三维数值模拟

论述了1105柴油机的改进原理,对改进前的花瓣型燃烧室和改进后的盆形燃烧室建立了几何模型并划分动态网格.利用仿真软件STAR-CD对改进前后的1105柴油机的燃烧过程进行三维数值模拟,计算了两种不同燃烧室的缸内气相流场及其燃烧的温度场和压力场,并进行了对比分析.试验结果表明,模拟计算值与实测值基本吻合,改进后的盆形燃烧室的1105柴油机有更好的动力性和燃油经济性.表明在模拟精度达到一定水平时,发动机缸内燃烧过程的三维仿真计算可用来降低产品的研制周期和费用,是一种有效的研究和设计手段.

气体燃料船用主机工作过程三维数值模拟

为了实现高效稀燃,纯气体燃料船用主机需要采取预混合气的"分区控制、湍流激扰"来保证可靠点火和快速火焰传播。设计了某型号气体燃料船用主机的燃烧系统。应用三维CFD软件对其工作过程进行了数值模拟分析,研究了缸内流场变化、燃料-空气混合过程、点火和火焰传播过程,分析了预燃室内燃料加策略。研究为主机的燃烧系统设计和加浓喷射策略设计提供了初始数据支撑。研究结果表明:在点火时刻,主机预燃室内形成了当量比为1.05的稍浓混合气,有利于稳定点火和火焰快速传播;点火后,经由预燃室喷孔喷出的引燃火焰在主燃室内迅速扩展,在50°CA内即完成主燃烧。

内摆线单缸柴油机工作过程建模与数值模拟

运用热力学理论建立了新型内摆线单缸柴油机工作过程的数学模型,采用Matlab编制了计算程序,对缸内压力、温度和平均指示压力等主要性能指标进行了仿真研究。结果表明:所建模型能够较好地模拟和预测新型内摆线单缸柴油机性能;新型内摆线单缸柴油机活塞作简谐直线运动,气缸压力高于传统S195型柴油机,最高爆发压力提高了5%,平均指示压力提高了10.7%。说明新型内摆线能量转换机构能够改善内燃机工作过程。

汽车发动机缸内工作循环过程仿真

为得到汽车发动机缸内混合气体压力、温度等参数的变化曲线,达到优化发动机性能指标的目的;对汽车发动机缸内四个阶段的工作过程进行分析,建立相应的数学模型,利用四阶龙格库塔法求解微分方程;选用直喷式四冲程GW2.8TC型柴油机作为仿真对象,数值仿真结果表明缸内工作过程参数变化曲线与该气缸实际情况是一致的,所建立的数学模型是正确的;得到的汽车发动机在工作循环过程中温度、压强及体积随曲轴转角变化曲线,可用来判断配气相位、压缩比等结构参数对发动机性能指标的影响,优化发动机性能。

涡轮增压气道喷射汽油机工作过程性能优化

本文对某涡轮增压气道喷射汽油机进行了工作过程性能优化。首先根据实验结果,进行了同系列自然吸气汽油机工作数值模拟模型的标定;然后以该标定后模型为基础,建立了涡轮增压气道喷射汽油机工作过程数值模拟模型;再利用此模型进行了7种涡轮增压器的选型和匹配计算,确定了合适的涡轮增压器;最后分析了压缩比、进排气歧管结构、凸轮升程与配气相位等对该汽油机动力性、经济性的影响,并进行了相应的汽油机参数和结构优化。

二冲程汽油机扫气过程的CFD数值模拟与试验研究

利用CFD软件FLUENT对1E40F型小型汽油机的扫气过程进行数值模拟,通过对不同扫气道结构的扫气道内流场进行研究,发现活塞顶的形状对内流场会产生一定影响。由于扫气口对称,在内流场形成过程中会出现对称的环流与滚流,且在靠近扫气口下部会出现径向涡流,这在一定程度上不利于废气排出,并出现新鲜工质短路损失。将原机活塞圆形凸顶改为凹坑阶梯形,计算发现缸内气体流动更加有序,短路损失相对降低,试验结果表明,改形的活塞顶对发动机的动力性、经济性和排放性都有很大改善。

不同运行参数和结构尺寸气缸内流动的数值计算

内燃机缸内流动是极其复杂的三维湍流流动,其流动具有强压缩性、强旋转和各向异性的特点,正确地模拟和分析内燃机的燃烧和排放,离不开对缸内湍流运动的正确描述和模拟。为了考察运行参数和结构尺寸对内燃机缸内湍流特性的影响,用修正的非线性三方程模型对不同运行参数及燃烧室几何尺寸的缸内流动进行计算,特别考察挤流和旋流对湍能的影响,给出了用非线性三方程模型计算得到的结果,结果表明改变内燃机运行参数及燃烧室几何尺寸对缸内流动及湍流特性有很大的影响,旋流和挤流共同作用能有效改善压缩后期缸内湍流特性。

天然气增压发动机工作过程模拟分析研究

采用AVL BOOST软件建立了天然气发动机的零维软件计算模型。以WT615CNG发动机为模拟研究对象,计算结果与试验数据对比分析表明,模型基本准确。同时分析研究了主要结构参数和运行参数对该天然气发动机动力性、经济性的影响。

基于瞬态流动测量的柴油机扫气特性研究

为了准确研究某车用重型四冲程柴油机扫气特性,首先同步进行了进气歧管、气缸内、排气歧管内的瞬态流动的高精度测量,获得了进气压力-气缸压力-排气压力的准确波形。随后分析了该车用重型柴油机全工况下的扫气特性,以及由于扫气特性不良导致的内燃机性能恶化。为进一步优化该柴油机的扫气品质,进而优化该柴油机的性能参数,采用GT-Power软件建立了该柴油机的工作过程数值模型,并结合台架试验数据进行了模型的试验验证;随后基于排气压力波波形的控制需求,完成了排气歧管长度、排气歧管直径、排气歧管长度-直径组合方式、扫气相位等对柴油机扫气特性和进气能力的影响规律的研究,并基于影响规律完成了该重型柴油机的扫气性能优化,使缸内残余废气系数降低5.37%,柴油机全工况性能得到明显提升。

大型低速船用柴油机工作过程数值模拟及优化

利用AVL BOOST软件建立某大型低速船用柴油机工作过程的仿真模型并进行试验验证.在3种不同负荷工况下,分析喷油提前角和燃烧持续期对柴油机性能的影响,分别得到最佳取值范围,并用正交试验得到一组使柴油机性能最佳的喷油提前角和燃烧持续期.优化结果可为柴油机的改进设计和试验研究提供理论依据和研究方向.

船用低速EGR柴油机匹配运行特性仿真

采用工作过程仿真软件研究分析了基于单个涡轮增压器和大小2个涡轮增压器的船用低速EGR柴油机的匹配运行特性,对比分析了两者EGR系统的设计特点及其与EGR风机的匹配特点,获得的计算结果可为船用低速柴油机EGR系统及其与主机的匹配优化提供参考。在此基础上,还探讨了船用低速EGR柴油机匹配设计的关键技术问题及其采用EGR模式与非EGR模式的运行切换问题。