基于ANSYS的噴霧器噴嘴流場仿真研究【含有限元】【說明書+CAD+PROE】

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I _-“ 、 薯 -、一 嚼 0 1 O ：0 30 d 0引 ) 60 70 E O 90 迭代步數(shù) 圖4收斂監(jiān)測圖 00 針閥在最大升程時噴孔及其附近區(qū)域的速度矢量 分布如圖5所示，從閥座到噴孔出口，燃油流動速 度迅速增大，且在噴孔出口中心處流速最大。噴孔 出口沿噴孔徑向的具體速度分布如圖6所示，由于燃 油的黏性和噴孔邊緣的摩擦，孔道內流動速度的大小 是不等的：燃油流動時緊貼孔壁，由于燃油的粘性 作用，噴孔邊緣處，速度較小，為264472ms；隨 著距孔壁的距離增大，燃油速度在噴孔中心處達最 大，約270238rns，此時的雷諾數(shù)已遠遠超過湍流 臨界值1100，噴孔出口處燃油流已是湍流狀態(tài)。 今日0Kp 叭 他 們 一 一 一 一 咖囂鷺擗掣 萬方數(shù)據 袁江濤等：柴油機噴嘴流動的CFD分析 噴孔出口處燃油的噴出速度很高，同缸內氣體形成 較大的相對運動，可以實現(xiàn)良好的霧化與混合。 圖7所示為針閥在最大升程時噴嘴端部流動區(qū)域的 液壓分布云圖。從閥座到噴孔，燃油壓力逐漸 減小，閥座處的壓力最大，為2770MPa，噴 孔處的壓力接近壓縮沖程上止點時的缸內壓力， 為286MPa，這一結果與實際情況相符。 圖5噴嘴端部速度矢量圖 7 、 f A 、 、 f l ， l 0 106 212 310 424 50(104) 052 159 265 37l 477 出口區(qū)域，m 圖6出口徑向速度分布圖 圖7液壓分布云圖 應用CFD技術模擬噴嘴內的三維流動，不僅可 以獲得原有噴嘴的大量而準確的流場信息，而且可以 方便地研究噴嘴結構參數(shù)的變化對噴嘴工作性能的影 響，便于指導噴嘴結構參數(shù)的優(yōu)化設計，如燃油噴 射角度、壓力室容積、噴孔入口處圓角半徑尺等對 噴嘴工作性能有重要影響的參數(shù)。這里分析了噴孔入 口處圓角半徑R對噴嘴噴孔流通能力的影響，結果如 圖8所示。可見，在噴孔入口處倒圓角，可改善入 口處燃油的流動，增加燃油流量，但當尺足夠大時， 其對噴孔處流動的改善作用就不再明顯了。 籟 1滔 皿| 遮 圓角半徑冠mm 圖8圓角半徑對噴孔流通能力的影響 6結論 a對柴油機噴嘴端部的三維流動進行CFD分 析，只需很短時問即可獲得大量準確的流場信息， 可以較為方便且深入地了解噴嘴結構參數(shù)對流動特 性的影響，對噴嘴結構的優(yōu)化設計有指導意義； bCFD作為一種先進的計算工具，可以很好 地了解用傳統(tǒng)測試和物理實驗都很難研究的復雜的 流動現(xiàn)象，有助于提高設計質量和效率，降低開 發(fā)費用； C在考慮溫度、機械載荷等綜合影響因素的基 礎上對柴油機噴嘴進行瞬態(tài)CFD模擬，所得結果 會更具實用價值。 參考文獻 1】Moekel Mark DComputional Fluid Dynamic(CFD)Analy sis of Six Cylinder Diesel Engine Cooling System with Ex perimental CorrelationsCSAE Paper 941081，1994 2】大石行紀，渡邊慶人計算流體力學(CFD)在產品研究和 開發(fā)中的應用J】油泵油嘴技術，1995，(4)：2024 3】張也影流體力學M】北京：高等教育出版社，1987 4】Reitz R D，Rutland C JDevelopment and testing of diesel engine CFD modelsJProgress in Energy and Combustion Science，v 21n 21995，173196 (上接第3頁) 油機步入了全電子控制時代。艦船柴油機今后也將 向這方面發(fā)展，在目前已實施電子管理技術的基礎 上，進一步在中、高速大功率柴油機上應用全電 子控制技術，使智能型柴油機在艦船動力裝置中得 到推廣應用。預計，2015年后智能化技術將在艦 船柴油機上開發(fā)成功和實際應用。 (4)提高柴油機可靠性和戰(zhàn)術性能。艦船柴油 機動力裝置的可靠性和戰(zhàn)術性能對艦船動力裝置至 關重要。有必要進一步提高整機的可靠性，延長平 均無故障時間、吊缸檢修期和大修期，進一步改善全 工況性能和油耗，提高艦船柴油機的起動性能、加速 性和降低振動、噪聲、排煙等戰(zhàn)術性能。這也是艦船 柴油機今后技術發(fā)展的一個重點。而柴油機部件及 系統(tǒng)模塊化設計，柴油機相繼增壓技術的應用，柴油 機全電子控制技術、隱身技術和低排放技術的進一 步發(fā)展使這些問題能得到解決。 8 5 8 l 4 7 O O 6 9 2 O 6 O l 0 5 O O 2 4 7 2 6 0 5 9 3 7 2 6 0 4 0 9 9 8 7 7 6 6 5 5 4 7 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 一s日魁期 萬方數(shù)據 柴油機噴嘴流動的CFD分析 作者： 袁江濤， 歐陽光耀， 劉鎮(zhèn)， YUAN Jiangtao， OUYANG Guangyao， LIU Zhen 作者單位： 海軍工程大學動力工程學院,湖北,武漢,430033 刊名： 柴油機 英文刊名： DIESEL ENGINE 年，卷(期)： 2005,27(2) 被引用次數(shù)： 4次 參考文獻(4條) 1.Reitz R D;Rutland C J Development and testing of diesel engine CFD models 2.張也影 流體力學 1987 3.大石行紀;渡邊慶人 計算流體力學(CFD)在產品研究和開發(fā)中的應用 1995(04) 4.Moekel Mark D Computional Fluid Dynamic(CFD) Analysis of Six Cylinder Diesel Engine Cooling System with Experimental Correlations 1994 引證文獻(5條) 1.姜鵬.韓振南 柴油機噴油嘴的結構改進及三維流場數(shù)值模擬期刊論文-內燃機與配件 2011(1) 2.曾東建.黃海波.賈友昌 柴油機噴嘴內流場的數(shù)值模擬分析期刊論文-西華大學學報（自然科學版） 2008(4) 3.李霞明.周華.劉慶.羅新浩.何志霞.王謙 噴油器內部瞬態(tài)流動三維數(shù)值模擬研究期刊論文-拖拉機與農用運輸 車 2007(5) 4.袁江濤.歐陽光耀.楊立.劉鎮(zhèn) 柴油機噴油嘴三維有限元熱分析期刊論文-車用發(fā)動機 2006(1) 5.姜鵬.韓振南 柴油機噴油嘴的結構改進及三維流場數(shù)值模擬期刊論文-內燃機與配件 2011(1) 本文鏈接：http:/