Numerical simulation and optimization design of the EGR cooler in vehicle

The EGR (exhaust gas recirculation) technique can greatly reduce the NOx emission of diesel engines, especially when an EGR cooler is employed. Numerical simulations are applied to study the flow field and temperature distributions inside the EGR cooler. Three different models of EGR cooler are investigated, among which model A is a traditional one, and models B and C are improved by adding a helical baffle in the cooling area. In models B and C the entry directions of cooling water are different, which mostly influences the flow resistance. The results show that the improved structures not only lengthen the flow path of the cooling water, but also enhance the heat exchange rate between the cool and hot media. In conclusion we suggest that the improved structures are more powerful than the traditional one.

环冷机废气零排放工艺技术应用实践

介绍了石横特钢梯级利用环冷机热废气,实现环冷机热废气零排放的工艺技术。通过将环冷机高温段热废气回收至余热锅炉以及余热锅炉后的废气再循环至环冷机的措施,实现余热蒸汽产量提高5kg/t矿;通过回收环冷机五段废气至四段、回收四段至三段,回收三段废气引入烧结机热风烧结等措施,提高了热风风温,改善了烧结矿转鼓强度、粒度分级等质量指标,降低固体燃料消耗0.48kg/t矿,实现了烧结矿提质降耗。

离心式空压机排气温度升高分析及改进

针对离心式空压机排气温度升高,导致换热效果下降造成停车问题进行攻关,对冷却器在运行中发生结垢、堵塞、腐蚀现象,导致换热效果下降等问题,提出改进实施方案,取得了良好效果。

715m^(2)烧结环冷机零排放系统

烧结环冷机的废气治理困难,绝大数处于无组织排放状态,是钢铁生产的主要污染源之一,无法满足国家对A类钢铁企业超低排放的要求。本文对715 m^(2)烧结环冷机零排放系统组成和工艺流程进行了介绍,对其中的关键设备参数进行了分析,通过选择合理的介质温度、介质流量、风机全压、风机电机,将环冷机的所有废气由无组织排放变为循环利用,实现了零排放,消除对环境的污染,为烧结环冷机的废气治理提供有益参考。

EGR冷却器换热特性研究

废气再循环(exhaust gas recirculation)是降低柴油机尾气排放中的氮氧化物(NOX)以及降低天然气发动机爆震的一项非常有效的措施,在废气再循环中,EGR冷却器是其中的一个关键零部件。本文在发动机试验台架上研究了EGR冷却器进水流量、EGR冷却器进水温度、EGR冷却器进气温度以及EGR冷却器进气流量对EGR冷却器出气温度的影响,以便为发动机匹配最合适的EGR冷却器。试验结果表明:水流量变化对EGR冷却器的出气温度不敏感,发动机无法使用减少或者增加水流量的方法来降低或者提高EGR冷却器的出气温度;EGR冷却器的进水温度每增加1℃,EGR冷却器的出气温度升高0.9℃;EGR冷却器的进气温度每升高10℃,EGR冷却器的出气温度升高0.7℃;EGR冷却器的进气流量每升高10kg/h,EGR冷却器的出气温度升高1.2℃。

柴油机废气再循环冷却器的改进设计

对光管冷却器和翅片管冷却器的冷却效率进行了对比实验研究 ,结合 Star- CD软件数值模拟的结果 ,指出了原翅片管冷却器的不合理结构参数设计 ,提出了翅片管冷却器结构的改进设计方案 ,实验结果表明 ,改进后的翅片管冷却器的冷却效率明显提高。

柴油机C-EGR系统新型冷却器数值分析

废气再循环(EGR)系统冷却器的换热效率对减少汽车NOx排放至关重要。立足一种新型板管式冷却器,计算冷却器各传热参数,分析各参数对冷却器性能的影响。研究了稳态和某种非稳态工况下管程废气的冷却效果。利用fluent软件新型冷却器内部废气流动状态进行了三维数值模拟,得到温度场和速度场。对比传统管壳式冷却器,冷却效率有明显提高。

颗粒物粒径对EGR冷却器沉积物及换热效率的影响

通过一台高压共轨涡轮增压柴油机,对4种相同规格、不同换热芯管长度(140、180、220和260,mm)的冷却器进行颗粒物沉积试验及换热效率测试,结果表明:连续运行240,min后,EGR气体中小粒径颗粒物(D_p≤5,nm)在4种不同长度换热芯管中的减少率均为100%,,中等粒径颗粒物(5,nm<D_p<50,nm)减少率依次为:73%,、54%,、70%,和71%,,大粒径颗粒物(D_p≥50,nm)减少率依次为:-171%,、-8%,、-3%,和11%,;换热芯管长度为140,mm的单位长度换热效率提高,而换热芯管长度为180、220和260,mm的单位长度换热效率基本保持不变.沉积物表面的扫描电子显微镜(SEM)扫描结果显示,同一换热芯管的上游到下游沉积层表面逐渐形成"沟壑"并不断扩大,且不同长度换热芯管随管长增加,其出口处沉积层表面的"沟壑"也逐渐增加.

废气再循环冷却器的性能仿真及结构改进研究

废气再循环(EGR)冷却器的工作条件恶劣,经常由于热负荷过高而出现结构开裂问题,严重影响实际使用性能。针对某型EGR冷却器,采用流固耦合热分析方法,用计算流体力学和有限元软件计算分析了EGR冷却器的流场、温度场和热应力分布,其数值模拟结果与测试结果吻合;验证了EGR冷却器的开裂现象系工作时所受热应力过高导致。据此,通过在外表面增加扰流槽对EGR冷却器结构进行了一定的改进,试验结果表明,改进后的EGR冷却器不再出现开裂现象,研究结果表明流固耦合分析是解决EGR冷却器开裂问题的有效方法。

再生温度对NTP再生EGR冷却器的影响

以氧气为气源,建立了基于低温等离子体(NTP)技术的废气再循环(EGR)冷却器再生系统,并分别在再生温度为18、60、90、120、150、200℃时进行了再生试验。通过测量EGR冷却器的轴向温度及再生过程中CO和CO_2的体积分数,分析再生温度对EGR冷却器再生的影响。试验结果表明:在EGR冷却器再生过程中,再生温度为120、150℃时,EGR冷却器内部温升较大,放热量多,反应较为剧烈;当再生温度为90℃时,C_1(CO中C的质量)达到较大值;当再生温度为120、150℃时,生成的CO_2量较多,C_2(CO_2中C的质量)较大,而C_(12)(CO_x中C的质量)在120℃时较大。总体而言,当再生温度为120℃时,EGR冷却器内部反应较为剧烈,积炭去除量较多,再生效果较好。

废气再循环冷却器性能实验教学平台的开发

废气再循环(EGR)冷却器的性能是影响发动机性能的关键因素之一。为了满足汽车发动机原理EGR部分实验教学的需求,基于现有发动机实验台架开发了一套EGR冷却器性能教学实验平台,利用Lab VIEW软件进行数据采集、处理、显示和存储。该实验平台可实现冷却器进气温度、进水温度、气体流量和冷却水流量的主动控制,完成不同型号的EGR冷却器在不同条件下的换热效率和压降测试等实验项目。基于该平台的实际应用结果表明,平台所具备的功能达到了设计目标,不仅能够用于完成与理论教学环节相匹配的实验课程,还能用于本科生能力拓展实验和科学研究。通过EGR冷却器性能测试实验与理论教学环节相结合有利于培养学生的工程素养、实践动手能力和创新意识。

车用柴油机欧Ⅲ标准试验研究

在分析车用柴油机有害排放物的基础上,采用高压共轨喷射、增压中冷、废气再循环等新技术在YC6L330-30型车用柴油机上做达标欧Ⅲ的试验研究。应用效果表明,对车用柴油机进行技术提升可以达到欧Ⅲ排放法规的要求,具有较大的实用性。

基于热流固耦合分析的EGR冷却器结构优化

针对某款废气再循环(EGR)冷却器在工程应用过程中出现的冷却强度不足与开裂等问题,基于有限元分析软件,运用热流固耦合的方法,对冷却器内部流场进行仿真分析,验证了EGR冷却器冷却强度不足和开裂问题是因内部流场扰流不足和局部热应力过高所致,通过在外壳增加凹凸槽和改进出口处法兰结构、增加折流板等措施对EGR冷却器进行结构优化,改进后仿真和试验结果表明,改进后的EGR冷却器冷却强度增强,不再出现开裂现象。

烧结环冷机零排放工况的热工数值模拟与分析

提出一种利用稳态热力学模型加高度离散化网格的有限元方法,采用C#语言编制了高效计算软件,成功地模拟了烧结矿零排放工况下复杂的非稳态热力学过程,模拟结果与现场实测数据基本吻合。结果表明:低温废气循环至中温段利用对烧结矿冷却终点温度有显著影响;采用偏析布料、延长冷却时间并提高料层厚度等措施改善效果不明显,说明换热接近平衡状态;采用加大风量、减少气流偏析、改变循环模式等增加冷却介质的方法,改善效果明显,印证了上述推断。

干式排气冷却器流固耦合分析及结构优化

干式排气冷却器的流动传热特性,直接影响防爆柴油机的高效、安全运行。首先建立了干式排气冷却器的数值模型,采用FLUENT软件进行了流固耦合仿真分析,获得了烟气侧温度场及速度场分布规律,发现进出口存在对流换热且翅片管下游存在回流死区,据此提出了干式排气冷却器的结构优化方法,结果表明:优化后进气口与出气口烟气间的对流换热强度显著降低,翅片管下游回流死区得到抑制,排气温度降低16℃。

篦冷机内气固流动和换热过程的数值模拟

篦冷机是新型干法水泥生产工艺中的关键设备,承担着水泥熟料的快速冷却和余热空气回收的功能,针对篦冷机内水泥熟料和空气的流动、换热特性,应用ANSYS软件所提供的湍流模型、欧拉两相流模型和多孔介质模型,对篦冷机内水泥熟料和空气的流动与换热进了三维数值模拟,得到了篦冷机内部熟料相和空气相的流场和温度场分布规律。将数值模拟结果与现场实际监测得到的温度数据进行对比验证,结果显示两者最小偏差为4.1%,最大偏差为7.23%,这表明该模型能够准确地反映篦冷机的实际运行工况。以此模型为基础,分析了篦冷机内空气流场分布,空气穿过熟料层后,分成较为互不干扰的三股风从篦冷机不同出口流出,研究了不同粒径的换热效果:当熟料粒径为10 mm时,换热效果最好,热回收效率为72%。进一步,篦冷机若采用余风再循环技术,将100℃的废气处理后经循环风管到后篦冷机冷却区段风室,热回收效率可提升至74.9%。

某EGR冷却器温度场分析

废气再循环技术是降低柴油机氮氧排放的重要方法,在柴油机中一般还需要使用EGR冷却器对EGR废气进行冷却来降低混合气温度,因此EGR冷却器的计算分析十分重要。利用STAR-CCM+软件建立了包含EGR冷却器、高温废气和冷却水的模型,得出了不同进口状态下出口废气的温度结果。

蒸发式冷风扇在密闭房间的应用分析

就蒸发式冷风扇配以在围护结构加装排气扇的室内应用方式,分析研究了室内空气处理过程,导出了确定蒸发式冷风扇风量和排风扇风量的计算公式。以典型地区为例,给出了满足室内舒适性条件下所需的蒸发式冷风扇最小风量值和排风扇风量值,并据此对蒸发式冷风扇在规格大小、蒸发效率和控制系统等方面,提出了其发展及要求。

间接蒸发冷却器在细纱车间的应用

探讨间接蒸发冷却器在纺织企业细纱车间的应用效果。以某5万锭细纱车间为例,对间接蒸发冷却器的应用进行了计算分析。指出:细纱车间工艺排风采用间接蒸发冷却器可以简化空调室风量调节,与传统空调方式相比,可节约制冷量约20%。分析了实际节能量有所减小的原因,并从设计、安装和运行维护等方面提出了提高间接蒸发冷却器热湿交换效率的措施。认为:间接蒸发冷却器节能效果受细纱车间所在地区和排风量的影响。

发动机废气再循环冷却器结构的改进研究

发动机废气再循环(EGR)技术能有效降低NOx有害排放,而EGR冷却器的采用将明显增强这一效果.优化冷却器的结构设计是提高冷却器效率的有效手段.通过对结构尺寸和散热面积基本相同的光管冷却器和翅片管冷却器的冷却效率进行对比试验研究,指出了原翅片管冷却器的不合理结构参数设计,并运用流体力学原理,分析了冷却器内部废气流动的状态,就翅片管冷却器进气口的长度、进气口截面形状、翅片的间隔距离等方面提出了结构的改进设计方案,试验结果表明,改进后的翅片管冷却器的冷却效率明显提高.