卧式柴油机冷却水套结构优化与流动特性分析.pdf

２０１１年 １１月 农 业 机 械 学 报 第 ４２卷 第 １１期 卧式柴油机冷却水套结构优化与流动特性分析 １ １ １ １ ２ 雷基林 　申立中　陈志娥 　毕玉华 　陈建明 （１．昆明理工大学云南省内燃机重点实验室，昆明６５０２２４；２．云南新天力机械制造有限公司，昆明６５０３００） 　　【摘要】　针对卧式柴油机结构特点，设计了强制冷却闭式循环系统水套结构，在不同工况下对水套入口流量 及关键点的温度和压力进行了测试与分析。利用计算流体动力学软件对冷却水套的流场、压力场和换热系数分布 ２ 进行了分析，并对原水套结构进行了优化。结果表明：原水套平均流速为１００ｍ／ｓ，平均换热系数为７７６７Ｗ／（ｍ·Ｋ）， 压力损失为００２７ＭＰａ，基本符合工程设计要求；但各缸冷却水流速和传热系数不均匀，在公共水腔中部、二缸缸体 水套上部出现大的漩涡，二缸鼻梁区、两个排气道下方局部区域存在流动死区。结构优化后，水套平均流速达到 ２ １３５ｍ／ｓ，平均换热系数达到９８２６Ｗ／（ｍ·Ｋ），较原方案分别提高了３５％和 ２６５％。在热负荷最大的缸盖鼻梁 ２ 区，冷却水平均流速达到 １３３ｍ／ｓ，提高了４１５％，换热系数都在５０００Ｗ／（ｍ·Ｋ）以上，没有出现原方案中的局部 流动死区和大的漩涡。 关键词：卧式柴油机　冷却水套　流动特性　结构优化 中图分类号：ＴＫ４２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１１）１１００１９０８ ＡＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＣｏｏｌｉｎｇＷａｔｅｒＪａｃｋｅｔａｎｄａｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆ ＩｔｓＦｌｏｗＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＮｅｗｔｙｐｅＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＤｉｅｓｅｌＥｎｇｉｎｅ １ １ １ １ ２ ＬｅｉＪｉｌｉｎ　ＳｈｅｎＬｉｚｈｏｎｇ　ＣｈｅｎＺｈｉｅ　ＢｉＹｕｈｕａ　ＣｈｅｎＪｉａｎｍｉｎｇ （１．ＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｇｉｎｅｓ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０２２４，Ｃｈｉｎａ ２．ＹｕｎｎａｎＸｉｎｔｉａｎｌｉＭａｃｈｉｎｅｒｙＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０３００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｎｅｗｔｙｐｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅ，ｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｊａｃｋｅｔｏｆ ｆｏｒｃｅｄｃｏｏｌｉｎｇｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｉｎｌｅｔｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓｏｆｃｏｏｌｉｎｇｊａｃｋｅｔｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ（ＣＦＤ）ｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｆｌｕｉｄｆｌｏｗａｎｄｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｆｉｅｌｄ ａｎｄｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｅａｎ