汽油机冷却水泵-水套与缸体缸盖流固耦合传热数值分析

《汽油机冷却水泵-水套与缸体缸盖流固耦合传热数值分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、汽油机冷却水泵-水套与缸体缸盖流固耦合传热数值分析重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名：熊思琴导师姓名：张力教授专业：车辆工程学科门类：工学重庆大学汽车工程学院二O一五年五月Theheattransfernumericalresearchoffluid-solidcouplingofgasolineenginecoolingpump-waterjacketandcylinderblock-headAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegr

2、eeofEngineeringByXiongsiqinSupervisorbyProf.ZhangLiSpecialty:VehicleEngineeringCollegeofAutomotiveEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,China.May.2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要散热性能优良的冷却系统对发动机动力性、可靠性的提升有着重要的影响，为深入了解冷却系统在冷却过程中的具体细节，冷却水套内的流动问题已是重要研究课题，为进一步了解冷却系统的热性能及其性能的发挥，本课题将结合散热器对冷却水泵-水套与缸体缸头的流固耦合

3、传热问题进行研究。本文以166QML单缸水冷发动机为研究对象，对166QML水套鼻梁区背侧改进后的冷却水套模型以设计流量值在Fluent里对该冷却水套-缸体缸头模型进行流固耦合仿真计算，并对冷却水套各个流场及发动机体内、外壁温的分布情况进行分析，结果表明此水套分水孔方式能够基本满足该发动机的冷却要求，改进后的水套模型具有使燃烧室壁面温度降低的趋势。独立对冷却水套进行研究不足以了解整个冷却系统的匹配问题和冷却能力，因此在原水套模型基础上增添一个冷却水泵模型构成冷却水泵-水套与缸体缸头流固耦合模型的第一步。由于水泵可动区域数学模型的选择对水泵内流场的影响较大且前人未对此进行深入的研究

4、，文中将对水泵可动区域的数学模型MRF和滑移网格就水泵的动力特性进行分析后择出了适用于本文水泵计算的参考模型MRF。为得到冷却系统中流固耦合模型准确的压力边界条件，展开了对水泵-水套模型与散热器模型间的匹配计算，根据匹配计算得到的最终压力边界值对流固耦合模型进行计算，结果表明：计算流量值与设计流量值间误差仅为2.5%，前面设计的水套流量值是合理的；进/出口平均温差更接近实验值，误差减小到5%，此冷却系统中的散热器模型与水泵-水套模型匹配良好。为进一步探讨该冷却系统的散热性能，将缸头散热量提高10%，适量增加散热器的散热量即在原散热器基础上增加两片散热片，而水泵功率保持不变。匹配扩

5、型后的散热器模型与水泵-水套模型得到新的压力边界条件。着重对缸头散热量增加10%后的流固耦合模型在新压力边界值下的计算结果进行分析，缸头壁温升温明显，气缸壁周向温度已超上限值，此时水套内最高温度也已达到冷却液沸腾临界值，该冷却系统在缸头的散热效能提升空间≤10%，需要进一步对水泵功率进行改进。关键词：摩托车发动机，冷却水泵，冷却水套，散热器，散热性能I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTThecoolingsystemwithgoodheatdissipationhasanimportantimpactonengine’sdynamicandreliability.Ino

6、rdertofindoutthedetailsincoolingprocess,flowproblemsincoolingjackethavebecomeanimportantresearchproject.Tolearnmoreaboutthethermalpropertyofthecoolingsystemfurther,thispaperwillfocusontheresearchofsolid-liquidcouplingheattransferofcoolingpump-waterjacketandcylinderblock-headcombiningwiththera

7、diator.Thispapertakes166QMLsingle-cylinderwater-cooledengineastheresearchobject.Tohaveafluid-solidcouplingsimulationonthecoolingpump(whichbeenchangedonthedorsalnosearea)-waterjacketmodelandcylinderblock-headintheFluentusingthedesignflowvaluea